位置敏感探测器PSD特性的试验研究

分析了位置敏感探测器PSD特性对测量系统的影响.试验表明PSD的非线性误差可通过数学处理加以校正,环境温度漂移±0.1℃引起的PSD输出变化可以忽略.分析了背景光、光源强度、光源均匀性、光斑大小等对PSD定位特性的影响.     

位敏探测器在三维主动振动控制系统中的应用研究

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,简称PSD)作为振动检测器件应用于三维主动振动控制系统中,建立了系统的数学模型.对检测过程中遇到的具体问题(如光源的选择、背景光的影响、装置转动的影响等)进行了分析,并给出了相应的解决措施.对PSD信号处理电路做了简单介绍.     

动态光源位置及照度控制系统的研制

为了加强对动态光源的控制,利用LabVIEW的比例-积分-微分(PID)控制方法,研制了动态光源的位置及照度控制系统。该系统通过控制电机改变光源的位置,采用LabVIEW的PID控制及参数自整定模块对输出电流进行控制,以改变动态光源的照度。研究表明,该系统可有效控制动态光源的位置及照度,在用于检测摄像机动态范围时,能有效提高检测效率及检测精度。     

深孔直线度检测系统

针对深孔直线度测量的实际问题,提出了基于PSD的位置检测技术,建立了以激光二极管、PSD和自动定心装置组成的检测系统。设计了系统的自动调节检测装置结构和光学部分,并对检测系统进行了分析。从而为深孔测量提供了一种检测技术,该系统能满足测量要求,对深孔直线度检测具有一定的前景。     

基于两种扫描方式的PSD响应特性

光源不同扫描方式直接影响PSD对位置探测的准确性。给出直接扫描和光照稳态后扫描两种方式照射下一维PSD的解析解，以及光入射位置的计算值与实际值的误差曲线。结果表明，两种扫描方式造成光生电流的输出范围不同，光照稳态后扫描方式比直接扫描方式能更真实的反映光入射位置信息，能够获得较高的探测精度。     

非球面检测中偏心光束对焦系统设计

针对常规非球面检测技术存在的问题,特别是测量高精度工件表面具有一定的局限性,提出一种非接触式测量技术,即自动对焦测量技术.自行设计了一套偏心光束对焦系统.光路采用激光作为光源,一维位置敏感器件PSD作为光电探测器.激光、柱面平凸透镜和反射镜构成偏心光束对焦光路.电路分为PSD信号处理电路和电动机驱动电路,具有电压放大、消除地面干扰和滤波等作用.     

激光光强分布对原子力显微镜中光学偏转法检测结果的影响

从光学偏转超微力检测原理出发,严格地分析了在激光光源具有一定空间光强分布的情况下其检测的结果。我们发现激光源的空间光强分布在超微力检测条件下对检测结果没有影响,即其PSD的输出信号完全正确地反应了悬臂梁的受力大小。但是,PSD所检测光斑的重心位置对应的光线将随悬臂梁受力大小的不同而不同。本文给出了入射光经弯曲悬臂梁反射后空间光强分布变化的计算方法和计算实例,并提出了进一步从反射光束中提取上述变化信息并加以应用的建议     

基于PSD的微小倾角测量系统的研究

介绍了一种新型的微小倾角光学测量系统。该系统结合半导体位置探测器件PSD（Position Sensitive Detection）和LM3824以及Intel 80C51单片机．首先把PSD测量的倾角转换为电流，再用精密电流检测器件LM3824将其变换为PWM信号．最后通过Intel 80C51对PWM信号占空比的采样计算电流．从而完成对倾角的精密测量。     

基于位置敏感器件的液位检测系统及其数据处理

精确测量光固化成型设备中光敏树脂的液面位置是确保成型精度的关键,根据激光三角法原理设计基于PSD的液位检测系统,采用点激光和一维位置敏感器件组成液位检测系统。通过测量点激光在PSD上的位移量来获取液面位置的变化量,在分析PSD误差特点基础上,通过优化结构设计、信号采集、检测系统标定和实时数据处理4个方面来提高检测精度。实际测试表明:液位检测系统量程中间位置的误差小于0.27%,两边误差小于0.4%,可满足系统测量精度要求。     

光电位置敏感器件的非线性误差分析及其在医学中的应用

阐述了光电位置敏感器件（Position Sensitive Detector简称PSD）的结构、特点、工作原理；通过系统分析2D—PSD产生的非线性，提出一种采用电桥理论分析2D—PSD产生非线性误差的新方法，这种分析方法较插值算法、神经网络优化法、解析法等都简单地多；采用高精度低温漂高输入阻抗前置放大器、加法器、减法器、除法器等元器件，对改进型的2D—PSD的信号调理电路板进行设计与调试；使用连续发射的激光光源和改进型的2D—PSD，设计了一种三维非接触高精确度的光学测量系统，用于诊断人体皮肤畸形不规则形状的三维物体参数的测量具有很高的应用价值，而且这种高精度新型的光电器件与计算机技术、断层X光摄影技术以及层析技术相结合，可以研制成多种医用设备，对疑难病变，尤其是人体皮肤畸形的多种参数进行早期的诊断，有着非常广阔的应用前景。     

PSD在弦振动测量中的应用

振动的测量在工业生产过程中有着重要的意义,如设备的监测、故障的诊断、噪声的分析与消除等都离不开振动的测量．介绍了PSD位置敏感器的组成结构、工作原理、性能指标及信号处理电路。PSD是一种光学半导体传感器,能够根据光点在其表面位置的不同而输出不同大小的电流,对光点的位置进行快速、精确定位。用激光—琴弦—PSD传感器及相应的信号处理电路组成一个振动测试系统。通过对振动曲线进行分析处理总结出PSD传感器在振动测量领域有着广阔的应用前景。     

半导体激光器电流调制实现短相干光源

传统的干涉仪采用激光光源,由于激光的高相干性,在平行平板、棱镜等特殊光学元件测量时存在严重的串扰;LED、钨灯等光源因准直性较差、光强稳定性差和相干长度较短等特征,同样不适合作为特殊光学元件检测干涉仪的光源。短相干激光光源具有方向性好、亮度高和相干长度适中等优点,是特殊元件检测干涉仪的理想光源。针对短相干干涉仪对光源的需求,对通过电流调制半导体激光器光源的相干性进行了理论研究。研究结果表明,调制频率越高、调制强度越大,光源的相干长度越短;偏置电流越大,输出功率越高,相干性也会变好,不利于产生短相干光源。在此基础上,搭建并研制了一款短相干激光光源,该光源相干长度为80μm,光源的旁瓣抑制比下降为0.31,输出光功率可达30 mW,能够满足短相干测量对光源的要求。     

基于ATmega128微控制器的智能在线硅酸根分析仪

采用化学吸光法检测原理,依据物质对光的选择吸收性质,通过化学反应使被检样水生成与硅酸根含量成比例的吸光物质,然后利用光电传感器将光源吸收前后强度差转换成电信号,经过A/D转换后,进入单片机读取并进行数据处理,实现了对水质硅酸根浓度的检测.系统测量精度高、功耗低、稳定性好,同时具有智能化处理和中英文操作的功能,并能通过4～20 mA标准电流和RS-485通信对测量结果进行远传.     

基于STM32F407的AOTF光谱仪双通道信号检测系统

基于声光可调谐器件(AOTF)原理设计的近红外光谱仪的光电探测器检测到的有用光信号远远小于光源的噪声信号,在检测时容易被淹没在强噪声中。为了提高信号检测系统的信噪比,针对AOTF近红外光谱仪待测的微弱光信号,基于相关检测原理,以STM32F407为控制核心,以锁相放大电路为电路核心,设计了新型双通道信号检测系统。同时设计新型光源调制电路对光源进行交流调制,便于后级锁相检测。经过系统测试验证,该系统检测精度高、可以获得高质量的物质漫反射光谱图、系统稳定性高,可以应用在AOTF近红外光谱仪器中。     

基于PSD和ARM9的电梯导轨垂直度检测系统的设计

结合PSD对入射光斑重心位置敏感的特点和ARM9嵌入式系统强大的数据处理能力,设计了一个电梯导轨垂直度嵌入式检测系统。该系统运用二维PSD采集导轨垂直度波动信号,ARM9(S3C2440)嵌入式系统处理信号,并通过LCD实时显示检测结果。实验表明该系统具有抗干扰能力强、信息量大、检测速度快、软件界面友好等优点。     

基于LabVIEW和IMAQ Vision的微型电感器的焊点质量检测系统

本文介绍了基于LabVIEW和IMAQ Vision开发出的微型电感器的焊点检测系统,系统硬件方面主要包括工作台、CCI)摄像头、光源、图像采集卡、PC机;软件方面主要包括图像采集、图像处理、图像分析等几个核心模块.最后经过实验表明,该系统操作简单,效率高,可以很好地实现对焊点质量的检测.     

PSD的性能分析及其应用

介绍了一维PSD和二维PSD的结构,并对PSD的特性进行了分析;研究了PSD在火炮射击性能测试中的应用及其系统方案;最后分析了系统中影响测量精度的各种因素。     

基于双PSD的机械手运动轨迹跟踪测量装置

未来复杂的服役环境要求自动化设备空间机械手必须具备精确的末端定位和空间姿态控制,而机械手装配间隙、承载变形等原因导致其末端执行器的位置与理论计算存在偏差,因此,对机械手的运动轨迹跟踪测量成为亟待解决的难题。结合光敏位置探测器的特点和双目视觉测量原理,研发了一种基于双PSD的非接触式三维测量装置,可对空间运动目标点光源的轨迹进行跟踪测量,并将其应用在加工中心机械手的角位移和轴向位移测试中。PSD测量装置通过强力磁性表座固定在机械手下方的平台上,作为被测目标的光源安装在被测量机械手的手臂上,光源通过工业镜头投射在两个PSD的二维感应屏上形成光斑,两个PSD在光斑的激发下各自输出相应的电压值,经过信号处理器后转换为与二维坐标值以1 mm/V关系对应的电压值,计算机通过电压采集卡将相应电压信号采集保存,由两组二维坐标值反算出被测光源中心的三维坐标值,并实时转变成机械手的角位移和轴向位移。所做工作是对复杂机构上点目标的运动轨迹实时在线测量、机器人末端执行器的空间位置及姿态的快速测量难题解决方案的一种探索。     

基于Duolateral PSD的高精度光位置检测系统

精密机械加工业的发展对位置检测提出了更高的要求.Duolateral PSD(Position Sensitive Detector)克服了lateral PSD的测量错误率高、非线性严重等不足.系统实验的测量不确定度评定结果表明:基于Duolateral PSD的光位置测量系统具有位置分辨率高、测量精度高、性能稳定等特点,有广泛的应用前景.     

CCD视觉检测系统的整体标定

为了实现粒度分析仪对复合肥粒度分布的准确检测,提出了CCD视觉检测系统的整体标定方法.首先,分析了检测系统的检测精度;对光源进行了伺服控制,以减小光源的不稳定性、不均匀性对视觉检测系统检测精度的影响.然后,确定CCD合适的扫描速度,还原了被检测物体的真实形状.最后,基于直纹曲面理论,通过对不同直径的钢球进行多次标定,获...