二维位置敏感探测器及信号处理器

介绍一种基于单片机的数字式二维PSD信号处理器的设计、性能和测试结果。与模拟式二维PSD信号处理器相比 ,该处理器具有通用、直观、准确度高、易于实现接口和控制等特点。此外 ,该处理器还根据四边形结构PSD的非线性特征增加了非线性修正功能 ,使四边形结构PSD也具有相当高的线性度和位置测量准确度。

位置敏感器PSD在几何量测量中的应用和展望

本文介绍了位置敏感器ＰＳＤ的结构原理及特点，对多种光电转换元件的性能及特点进行了归纳比较，并阐述了ＰＳＤ在几何量测量中的各种应用及其发展动向．

改进表面分流型二维PSD传感器及位置检测误差标定的研究

介绍了改进表面分流型二维PSD传感器的工作原理及信号调理电路 ,针对传感器位置检测误差大的缺点 ,设计了实验标定系统 ,经修正处理后 ,在传感器A区的位置检测误差 <± 0 0 2mm。

基于PSD的二维定心激光扫描器摆角测量系统

介绍了二维定心激光扫描器的工作原理和结构设计,描述了采用光电位置敏感探测器(PSD)实现的二维摆角测量系统,比较了两种不同测量方式的优劣,包括数学模型、计算公式和光学系统构造。给出了PSD信号处理电路框图,设计了消除暗电流和杂散光干扰的采样-保持电路,并对系统位移做了标定。系统可以实现30°圆锥角的大范围二维摆角测量,角分辨率达0.01°,具有实时性强、工作稳定、抗环境干扰能力强等优点。

双面位置敏感器件的特性与畸变研究

阐述了半导体光电位置敏感器探测器(PSD)的特性及定位理论,在此基础上,分析了双面PSD的空间分辨率与引起畸变的原因,建立了双面PSD的模型;采用敏感前置放大器的信号波形,对双面PSD内的非线性与模拟的结果进行分析与对比,提出了利用电荷灵敏前置放大器改善PSD的内在畸变的方法。最后给出了关于双面PSD的几个重要结论。

改进表面分流型二维PSD传感器线性度的实验研究

介绍了日本HAHAMATAU公司改进表面分流型二维PSD传感器S1880及专用信号处理电路C4674,对传 感器线性度进行了大量实验研究。实验结果表明,传感器在A区应用时其非线性度误差≤1％。

二维方框形结构PSD有限元分析

用有限元方法对二维方框形结构位置敏感探测器(position sensitive detector简称PSD)进行了计算和分析,讨论了结构参数、负载等对位置线性度的影响。得到的结论是:光敏区方块电阻与单位长度边框线电阻的比值ν决定了PSD的线性度,ν越大,器件的线性越好,比较适当的取值范围是1 0 <ν<2 0 ,PSD位置换算式中系数k的最佳取值不一定为器件长度之半,负载电阻的存在将导致附加位置误差。

基于PSD的织物引导线跟踪器设计

为实现筒状织物中引导线的自动跟踪识别,设计了一种基于位置敏感探测器PSD的引导线跟踪器。介绍PSD的基本结构和原理,阐述系统的整体设计方案和工作原理,并重点介绍了系统光源、信号前置处理电路以及A/D转换电路。为提高系统精度和稳定性,在PSD信号处理过程中,使用软件运算代替传统处理电路中的四则运算部分。通过数控平台驱动织物进行引导线跟踪实验,结果表明系统的定位精度为±1.5 mm,可满足剪布位置的精度要求。

提高梳状一维PSD性能的研究

梳状一维位置敏感探测器是一种高精度的位置敏感探测器 PSD(Position Sensi-tive Detector)。反向击穿电压是 PSD器件的关键性能参数之一 ,目前国内的此类产品普遍存在反向击穿电压较低。为了改善 PSD的技术性能 ,详细分析了梳状一维 PSD反向击穿电压低的原因 。

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。

基于PSD的静电陀螺仪角位移测量原理研究

针对静电陀螺仪 (ESG)极轴位置信号测量这一关键技术 ,研究了基于位置敏感器 (PSD)的 ESG角位移信号检测方案。对转子极轴顶部刻线的技术方案进行了理论研究 ,分析了其测量原理 ,给出了测量过程和解算方法 ,并根据其非线性隐函数在工程上实现较难的特点 ,进行了简化处理。数值计算证明 ,用 PSD器件测量 ESG极轴位置信号 ,其输出的直流分量在一定范围内是关于 ESG转子极轴位置的线性表征 ,因此用 PSD作为

高精度红外光点位置检测分析系统

高精度红外光点位置检测分析系统是基于光电位置敏感器件、立体测量学研制而成的运动物体分析系统。它能快速、准确地测出运动物体各特征点的瞬时位置 ,并在此基础上进行分析计算 ,给出三维坐标及针对具体应用领域的特征曲线和参数。该系统可应用于人体运动检测。

一种基于位置敏感器相位检测的振动测量方法

针对微机械系统和精细加工技术中现有的振动测量方法存在易受电磁干扰、动态和线性范围窄等诸多问题,本文提出了一种基于一维位置敏感器(PSD)相位检测的振动测量方法,通过激光三角法将被测物体的振动信号转换为光斑在PSD的位置变化,PSD两电极输出的电流相差信号经PSD相位法的信号处理电路转换为与光斑位置成线性关系的直流电压信号,由此确定光斑的位置变化,进而测量物体的振动,且实时信号可以通过示波器或在上位机界面中显示。本文实验测量的平均相对误差为0.89%,最大误差为1.75%,线性度优于1.2%,实现了振动的高精度、高线性度和不受电磁干扰的测量。

位置敏感探测器的动态响应误差分析

针对光源连续扫描位置敏感器(PSD)时产生的动态响应误差随扫描条件不同发生的变化,基于一维PSD动态响应模型,建立光源扫描照射下的PSD动态响应误差模型,仿真分析得到了不同扫描起点位置和速度下的PSD动态响应误差分布5个特点,建立了一维PSD动态响应误差的估算模型。通过对4种常用的一维PSD器件进行仿真,验证了估算模型的正确性。

二维PSD的结构和性能分析

从二维PSD的结构和性能的比较出发，对枕型结构PSD的性能作了理论上的推导和分析，由此得到的结论和现有的实验结果相符。

基于全光纤相干层析系统快速扫描探头的研制

提出并实现了应用于光学相干层析系统(OCT)的快速扫描探头结构。该探头利用带有自聚焦透镜的光纤悬臂的共振特性,通过对压电双晶片施加共振频率下的方波电压,实现光纤悬臂的一维线性扫描。利用二维位置敏感探测器,同步记录扫描轨迹。通过软件对光纤延迟线的非线性进行校正。并将扫描探头应用于OCT系统中的玻片实验,获得清晰玻片的二维图像。该探头具有结构简单、易于控制、成本较低、精度较高、速度较快等优点。

负载电阻及光敏层电阻率对一维PSD的影响

分析了光敏层电阻率的非均匀分布及负载电阻不为零情况下对一维位置敏感探测器(PSD)位置误差的影响。分析结果表明,光敏层电阻率的非均匀分布对一维PSD的边缘位置误差影响很小,而负载电阻则是影响边缘误差的主要因素。减小负载电阻能够减小PSD的边缘误差。

二维位移测量中激光漂移实时补偿方法研究

激光漂移是影响二维位移测量精度的主要因素之一。为了消除激光光源漂移对二维位移测量结果的影响,提出了一种双光路激光漂移实时补偿的方法。在二维位移测量系统中,根据测量光路结构工作机理建立了激光光源平漂和角漂对位移测量产生误差的模型,通过参考光路监测激光的漂移量,并利用误差模型将漂移量经过转换后补偿到测量结果中。理论分析表明,本文方法能够实现对平漂和角漂的完全补偿。分析了实际光路布置中的结构参数误差对补偿效果的影响,基于此选择光路的结构参数。实验结果显示,使用双路激光漂移补偿方法后,可以使8h内的X方向和Y方向的漂移量分别减少55.1%和73.3%。

激光位移测量试验系统设计

为提高一维位置敏感器PSD激光微位移测量的精度和稳定性,设计位移测量试验系统。系统采用PSD作为位移检测传感器,使用OPA211低噪运算放大器设计电流转电压(I/V)信号调理电路,以单片机STM32F103为控制器,控制步进电机滑台移动激光光源,采用ADS1256采集位移信号,实现自动位移及位移测量系统。试验测量结果表明,该系统在0~14 mm范围内具有较好的线性,位移测量误差小,测量误差不超过±20μm。