PSD233型位置敏感元件的特性及其在AFM中的应用

给出了自制的 3mm× 3mm位置敏感元件 (PSD)的光谱响应特性 ,覆盖从紫外光、可见光到红外光 (32 0～115 0nm)的广阔区域 .采用光束偏转法对其时间响应特性和位置敏感特性进行测定 .阐述了PSD在卧式原子力显微镜 (AFM)系统中的应用 ,介绍了卧式AFM的工作原理和控制系统 ,提供了部分样品的AFM扫描图像 .结果表明 ,该AFM系统具有较高的成像效率以及良好的工作稳定性、图像重复性和对比度 ,系统的最大扫描范围为 5 μm× 5 μm ,分辨率达到 1nm量级 ,表明PSD在光谱响应。

基于PSD的一维位移测量系统

介绍了PSD(Position Sensitive Detector)传感器的结构及工作原理,设计了一种基于PSD的非接触精密位移测量系统。系统包括PSD传感器、控制系统和上位机3部分。对控制系统的硬件电路进行了详细介绍,控制系统以STC89C52RC单片机和具有24位转换精度的AD7714为核心。单片机通过AD7714采集PSD传感器的输出信号,再对采集到的位移信号分析处理后将数据打包通过RS-485接口传给上位机,位移值在上位机界面上显示出来,实现了对系统的远程控制和实时测量。系统的量程为-10^+10 mm,测量分辨率达到了1μm,测量精度较高。

用位置敏感传感器进行位移测试的技术研究

目的 研究位置敏感传感器在位移测试中的优化应用 .方法 从暗电流和背景光的角度进行了分析 ,简化了电路和光路 .结果 利用该方法 ,设计了一套位移测试系统 .结论 所设计的系统正确可用 ,弥补了用位置敏感传感器作位移测试常见的不足 .

基于PSD的腔体相对位移测量方法设计

为了测量只能在侧壁安装检测装置的腔体间相对位移,设计了基于面光源的光位移传感器(PSD)位移测量系统。系统将PSD两路电信号的I-V转换、反向放大等信号调理在一片AD824处理,并采用对射式的检测方法,减小了系统体积,简化了结构设计。介绍了位移测量实现过程,并设计系统的标定工装,通过数据后处理方法减小测量误差,提高测量精度。实验结果表明,系统在30 mm量程范围内线性度好,可重复性高,工作在10 kHz不失真,可用于腔体振动等测量,具有很高的实用性。

基于PSD的药柱位移测试系统的研究

榴弹水平发射时会产生高轴向过载环境,推进剂药柱在此环境中长度收缩变形产生过载位移。而PSD(Position Sensitive Device)是基于横向光电效应的光电位置敏感器件,具有位置分辨率高,响应速度快,处理电路简单等优点。就一维PSD位移测量原理和相关特点,以FPGA主控模块为核心,集信号调理、采集存储等功能于一体,创新性的设计了传感器与壳体一体化测量系统。文章就测试系统各个模块进行了说明并对测量数据进行了处理分析,采用多项式拟合曲线,提高了系统的测量精度;经过高过载实验,验证了系统的可靠性和稳定性,为药柱位移测试评估方法的建立提供了可靠的实验数据。

基于PSD的微小位移测量研究

介绍了一种新型的纳米精度光学测量系统。该系统结合半导体位置探测器件(Position Sensitive Detection,PSD)及现代计算机技术,利用激光在两平面镜间多次反射,将测量镜的纳米量级被测物位移放大到PSD能够分辨出的微米量级的位移,从而利用相对低精度的手段完成高精度的测量。实验表明此系统能够对微小位移进行放大测量,测量精度达到11．5 nm。

基于PSD的高精度激光位移传感器设计与分析

介绍了PSD器件的工作原理,对基于三角法测量原理的传感器主要结构参数进行了分析,给出了设计的传感器外形。并设计一种含有多种放大倍数的PSD检测电路,可实现测量中对环境变化的自适应能力。最后分析了影响传感器测量精度的各种因素,并讨论了消除的方法。

杂散光对PSD三角位移计的影响分析及消除

本文系统分析了杂散光对PSD三角位移计的影响,在此基础上提出了方波调制这一消除杂散光影响简单而有效的方法,并给出了部分实验结果。

基于PSD的微位移测量系统研究

介绍了PSD的结构、特性和工作原理,设计了一种基于PSD探测器的微位移测量系统。针对PSD信号输出特点和实际应用要求,提出了基于PSD的微位移信号采集、处理和上位机通信系统。单片机通过ADS7864采集PSD的输出信号,处理后由RS232接口传给上位机,位移值在上位机界面显示,实现了对光斑微位移量的实时测量。实验结果表明,该系统响应速度快、测量精度高,可广泛应用于微位移测量领域。

位置敏感器件PSD抗干扰方法研究

PSD在应用过程中的关键问题是背景杂散光及暗电流的干扰影响。从PSD的Lucovskey方程出发 ,推出了PSD在稳定背景杂散光干扰下的影响特性 ,及其位置误差输出方程 ,并通过在主动式对焦系统中的应用提出了消除背景杂散光及暗电流的方法和措施。

一种基于DSP的PSD相位法位移检测系统的研究

设计了一种利用PSD测量位移的系统,利用数字信号处理技术同时测量照射在单片PSD上多个光点的位置,实现多个光点的位移同步检测。根据检测系统的特点,提出了PSD相位法位移检测系统的总体方案,设计了检测系统的软件部分和硬件部分。搭建了检测系统的实验平台,在该实验平台上进行了PSD的多光束位移检测实验,实验表明,PSD在正弦调制光的照射下,PSD输出电流信号的相位差与光点的位置存在着明显的线性关系,PSD的转换灵敏度随着调制信号频率的增加而增加。研究工作为多光束位移同步检测提供了一种有效的解决方案。

PSD技术在桥梁结构位移量测中的应用

在总结各种常规桥梁结构位移量测方法及其局限性的基础上,较为详细地介绍了PSD非接触式光学位移量测技术。它可以实时地量测桥梁结构的动态位移,获得最大挠度、各种振动特性、基频和衰减系数等重要参数。PSD测试系统由一台高速摄像仪和若干个带有LED发光元件的标靶组成。标靶安装在桥梁结构上,高速摄像仪在一定距离范围内实时捕捉标靶位移的变化。实际工程应用表明,PSD非接触式光学量测技术可有效地应用于桥梁结构的位移量测中。

电容式角位移传感器电场有限元仿真研究

对电容式角位移传感器二维及三维的电场进行了有限元法分析 ,同时对不同结构参数的敏感元件进行仿真研究 。

光杠杆纳米微位移测量系统中的信号处理

本文提出了一种基于光杠杆原理非接触式的纳米级微位移测量系统。该系统通过光学方法对微位移量进行放大,光学放大倍数高,该系统的理论分辨率可达4nm,实际测得静态分辨率小于10nm。信号处理采用基于高精度一维PSD的信号探测电路,并且通过设计有效地抑制了噪声和干扰。实验中使用PZT作为被测物的微小位移驱动器,与电容测微仪JDC-II所测数据进行了验证比较,系统所测得的数据证明了其正确性和可行性。并且该系统受温度影响小,结构简单,便于使用MEMS技术集成和微型化。

人工神经网在二维PSD器件非线性修正中的应用

介绍了一种应用人工神经网对二维PSD器件非线性进行修正的方法。对光斑在二维PSD光敏面上的横向位移,以光斑的二维坐标集合为神经网的期望输出,以PSD输出的二维坐标集合为神经网的训练样本,对神经网络进行训练。利用神经网络所具有的非线性映射能力,在训练结束后即可建立PSD输入与输出的近似线性关系。结果表明修正后的PSD器件可以实现任意输入的实时非线性修正。

电容式角位移传感器三维电场有限元分析及仿真研究

该文利用有限元法对电容式角位移传感器三维电场进行分析 ,仿真研究不同结构参数的敏感元件 ,所得结论与实验结果吻合。

微小位移量检测系统设计

介绍了基于激光三角测量法的微小位移量检测原理,并依据这个原理,设计了以一维PSD为检测元件,以FPGA为时序逻辑控制部件,以AT89S51单片机为运算核心的微小位移量检测系统。

一维PSD器件及其在测量中的应用

PSD是一种新型位置传感器。介绍了PSD器件的检测原理,并以理论推导的方式给出了其等效电路及光点坐标位置与输出电流的函数表达式。重点讨论了PSD器件在位移测测试和大型回转构件空间角度测试中的应用,分析结果表明该器件具有接口简单、测试精度高,不受光束和焦点偏离的影响等优点,可广泛应用于精密测试领域当中。

高精度PSD线性化方法与实验研究

为了提高位置敏感探测器(PSD)的测量精度,减少其非线性带来的误差,设计了基于微位移平台的在线数据采集与校定装置,提出了基于BP神经网络的非线性校正算法,进行了数据采集和线性化实验研究,并对线性化结果进行了误差仿真分析。实验结果表明,设计的线性化算法真实有效,采用该方法校正后PSD的最大线性度误差为3.3μm,大幅减小了PSD的非线性,在不增加成本和设备复杂度的前提下大幅提高了PSD的测量精度和数据置信度,具有很高的实用价值。