激光測距傳感器采用相位法激光測距技術，利用無線電波段的頻率，對激光束進行幅度調制并測定調制光往返測線一次所產生的相位延遲，再根據調制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離。
傳感器的原理與無線雷達相同，將激光對準目標發射出去后，測量它的往返時間，再乘以光速既得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優點，這些對于測遠距離、判定目標方位、提高接受系統的性噪比、保證測量精度等都是很關鍵的，因此激光測距儀在機械制造業中受到重視。
激光測距傳感器在機械制造業中的應用：
測距傳感器的作用主要包括激光測長、激光測距、激光測振、激光測速。利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現無接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監測等。
一、激光測長
測量長度是高精度機械制造工業和光學加工工業的關鍵技術之一。現代長度計量多是利用光波的干涉現象來進行的，其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是理想的光源，它比以往的單色光源還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。
二、激光測距
在激光測距傳感器基礎上發展起來的激光雷達不僅能測距，而且還可以測目標方位、運運速度和加速度等，已成功地用于人造衛星的測距和跟蹤。
三、激光測振
它基于多普勒原理測量物體的振動速度。這種測振儀在測量時由光學部分將物體的振動轉換為相應的多普勒頻移，并由光檢測器將此頻移轉換為電信號，再由電路部分作適當處理后送往多普勒信號處理器將多普勒頻移信號變換為與振動速度相對應的電信號，然后記錄于磁帶。它的優點是使用方便，不需要固定參考系，不影響物體本身的振動，測量頻率范圍寬、精度高、動態范圍大。缺點是測量過程受其他雜散光的影響較大。
四、激光測速
激光測距傳感器基多普勒原理的一種激光測速方法，用得較多的是激光多普勒流速計（見激光流量計），它可以測量風洞氣流速度、火箭燃料流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風速和化學反應中粒子的大小及匯聚速度等。
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