激光测厚仪一般是由两个激光位移传感器上下对射的方式组成的，上下的两个传感器分别测量被测体上表面的位置和下表面的位置，通过计算得到被测体的厚度。激光测厚仪的优点在于它采用的是非接触的测量，相对接触式测厚仪更精准，不会因为磨损而损失精度。相对超声波测厚仪精度更高。相对X射线测厚仪没有辐射污染。
激光测厚仪是基于三角测距原理，使用集成式的三角测距传感器测量出从安装支架到物体表面的距离，进而根据支架的固定距离计算得出物体的厚度。
激光束在被测物体表面上形成一个很小的光斑,成像物镜将该光斑成像到光敏接收器的光敏面上,产生探测其敏感面上光斑位置的电信号。当被测物体移动时,其表面上光斑相对成像物镜的位置发生改变,相应地其像点在光敏器件上的位置也要发生变化,进而可计算出被测物体的实际移动距离。
激光的基本组成是激光器、成像物镜、光电位敏接收器、信号处理机测量结果显示系统。激光束在被测物体表面上形成一个亮的光斑，成像物镜将该光斑成像到光敏接收器的光敏上，产生探测其敏感面上光斑位置的电信号。当被测物体移动时，其表面上光斑相对成像物镜的位置发生改变，相应地成像点在光敏器件上的位置也要发生变化。
激光测厚仪的工作原理基于光的干涉现象。当激光束垂直照射在物体表面时，一部分光线被物体上的分子或晶格散射，一部分光线穿过物体并且在物体背面发生反射。这些散射光和反射光在物体表面形成一些干涉图案。激光测厚仪通过测量这些干涉图案的变化来得到物体的厚度。
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