激光三角法测量常采用直射式和斜射式两种结构。根据三角法测量原理制成的装置被称为激光三角位移传感器。一般光源采用半导体激光器（LD）作光源，功率在5毫瓦左右，光电位置探测器可采用位置敏感探测器或电荷耦合元件。位置敏感探测器属于非分割型位置探测器，对光斑中心位置敏感，分辨力高、动态响应快、后续处理电路简单，但线性差，需要精确标定。电荷耦合元件根据被照射像敏单元位置通过图像处理的方法计算光斑的中心，电荷耦合元件的像敏单元分布均匀，因此其线性度好。

激光器1发出的光线，经会聚透镜2聚焦后垂直入射到被测物体表面3上，物体移动或表面变化，入射光点沿入射光轴移动。接收透镜4接收来自入射光点处的散射光，并将其成像在光电位置探测器5（如位置传感器、电荷耦合元件）敏感面上。若光点在成像面上的位移为，按下式可求出被测面的位移：

(1)

式中为激光束光轴和接收透镜光轴的交点到接收透镜前主平面的距离；为接收透镜后主平面到成像面中心点的距离；为激光束光轴与接收透镜光轴之间的夹角。

图1 直射式三角法测量原理示意图

激光器发出的光和被测面的法线成一定角度入射到被测面上，同样用接收透镜接收光点在被测面的散射光或反射光。若光点的像在探测器敏感面上移动，则物体表面沿法线方向的移动距离为：

(2)

式中为激光束光轴和被测面法线的夹角；为接收透镜光轴和被测面法线的夹角。

斜射式三角法测量可接收来自被测物体的正反射光。当被测物表面为镜面时，不会由于散射光过弱而导致光电探测器输出信号太小，使测量无法进行。在被测物体发生位移时，斜射式入射光光点照射在物体不同的点上。因此，无法知道被测物体某点的位移情况。斜射式传感器分辨力高于直射式。但它测量范围小、体积大。

图2 斜射式三角法测量原理示意图