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 .

光源对位置敏感传感器定位精度的影响

介绍了位置敏感传感器的定位原理,研究了光源对其探测精度的影响。利用有限元分析软件FlexPDE对PSD数学模型进行模拟仿真,结果表明:光斑的半径与光斑所落的位置是影响定位精度的主要因素。

位置敏感传感器PSD在磁悬浮装置中的应用

探讨了非接触式光电位移传感器PSD新的应用方法 ,发射光源和PSD接收光靶相对固定安装 ,被悬浮体悬浮在两者之间 ,其位移变化由球体遮挡光源光斑的大小而检测。讨论了由实时模拟计算芯片AD5 38构成的光电传感器前置放大电路的基本结构和工作原理。并在磁悬浮装置中进行了实验 ,结果表明 ,传感器的精度和快速性均达到了磁悬浮系统的要求。

PSD及其集成装置标定实验研究

介绍PSD工作原理、标定原理 ;建立PSD实验平台 ,对PSD的多项性能指标进行标定 ;建立PSD集成装置的实验平台 ,对整个测量装置进行了现场标定 ;运用多种回归分析法 ,对PSD的线性度、迟滞、零漂等进行分析 ,从而得出PSD的各特性参数和标定方程 ,以及其集成装置的最优模型。

改进型BP神经网络的2维PSD非线性校正

为了减少位置敏感传感器(PSD)的非线性的影响,分析了PSD的工作原理及其非线性成因,提出一种基于Levenberg-Morquardt算法改进的反向传播(BP)神经网络方法进行非线性修正,并进行了理论分析和MAT-LAB仿真比较。结果表明,改进的BP神经网络方法能有效地减少非线性影响,且相对传统的BP神经网络而言,收敛速度更快,使修正后的PSD器件在非线性区里获得与线性区近似的线性度。这一结果对PSD更好的应用是有帮助的。

薄膜磁致伸缩系数计算机辅助测试系统的设计

采用激光光杠杆放大的方法,利用位置敏感传感器(PSD)探测激光光点的位移,通过AD转换,由计算机EPP接口对数据进行采集,并利用C++开发了基于WINDOWS平台的数据采集处理可视化界面,设计实现了对悬臂梁微挠度的测量,最终得到薄膜磁致伸缩系数λ的可视化计算机辅助测试系统。

PSD在双层主动隔振系统中的应用

简要介绍了位置敏感传感器(positionsensitivedetector,简称PSD)的基本原理和特点。以PSD作为检测部件,基于机械振动理论、控制理论和光电位移检测技术,提出了一种双层主动隔振系统,建立了系统数学模型并给出了仿真结果。研究表明,PSD的引入有效避免了传统加速度传感器所带来的积分问题,提高了系统实时性,从而大大提高了隔振率。

利用PSD测量流体密度

介绍了一种测量流体密度的新方法,即当被测流体流过振动管道时,振动管的共振频率会有所变化,此时利用一维PSD测量变化后的共振频率,并把测得的频率值输入到信号处理电路即可测得流体的密度。另外还着重讲述了测量系统的测量原理、PSD的检测电路、测量系统的实现过程以及系统标定等。最后通过该系统对不同浓度的食盐水测量的实验数据可以证明:利用一维PSD测量流体密度是一种精确且新颖简便的好方法。

基于PSD的弹丸膛内运动姿态测量系统研究

阐述了利用光电位置敏感传感器、半导体激光器、高速数据采集卡及计算机系统设计开发弹丸膛内运动姿态测量系统的体系结构和工作原理。研究了基于PSD的能直接在野外靶场试验使用的弹丸膛内运动姿态测量系统技术方案,研制了测量系统样机,并进行了系统的射击试验验证,给出了某火炮的靶场试验处理结果。试验结果表明,该系统具有测量精度高、测量处理速度快、自动化程度高、安装调试简单等优点。

激光准直气动液压缸直线度误差检测装置设计

针对液压缸零件直线度误差检测困难的现状,提出一种通过测量液压缸截面弦长确定截面圆心评估液压缸轴线直线度的方法,以激光作为直线度误差评定的参照直线,设计了一种基于气动检测与激光准直的直线度检测装置;分析了喷嘴曲面挡板模型下的气动检测方案,分析了PSD位置敏感传感器的空间位置,并提出了利用PSD位置敏感传感器分离误差的方法;利用该装置进行了直线度误差检测,检测过程稳定,能够满足要求。

基于夏普GP2Y0A21定距仪中对调制方波的应对措施

激光测距仪在精密测距学科中代表了非接触性测距技术的最高水平,基于夏普GP2Y0A21设计的定距仪具有很高的性价比,在设计中的一个关键技术就是应对夏普GP2Y0A21传感器本身的调制方波,如果措施得当则会极大地提高该定距仪的性能参数指标。文章从GP2Y0A21传感器的电路构成原理出发,论述了微弱信号检测及滤波后的处理方案,实施的方案可使性能参数大幅提高到定距200 mm左右、分辨率达到35μm的新水平。

PSD在汽轮机轴承振动测量中的研究

介绍了一种测量汽轮机轴承振动的新方法。它是在汽轮机轴承的垂直、水平和轴向3个位置的表面各贴一个反光物质,当激光器发出的光线照射在反光物质并反射到某个平面上两个相互垂直的敏感传感器(简称PSD)时,从PSD传感器的检测电路就能输出轴承表面的振动波形,然后利用比较器从3个方向的振动位移选取一个最大值,当最大值超过汽轮机的轴承位移的规定值时,汽轮机跳闸停机并报警。另外,还着重介绍了PSD的测量原理、检测电路等。最后介绍了利用PSD测量汽轮机的轴承振动的优点,这为以后研究汽轮机轴承振动的测量提供了一种新的思路。

基于MEC优化BP神经网络的PSD非线性校正

光电位置敏感传感器(PSD),特别是其B区存在非线性误差大、测量精度低的问题。针对现有神经网络校正方法的不足,提出一种基于思维进化计算(MEC)算法优化的神经网络校正模型。该方法首先应用MEC算法搜索最优神经网络初始权值和阈值,再利用LM算法训练BP神经网络,最后将训练好的神经网络用于PSD非线性校正。仿真实验结果表明,所提出的方法校正精度高,收敛速度快,泛化能力强,测试数据的平均误差被控制在0.005 mm以下。经过校正后的PSD在非线性区表现出与线性区相似的线性程度,提高了PSD的测量精度。

激光测头光束质量分析与控制

建立了光束质量控制的数学模型,提出了一种可定量评价光束质量的参数优化选择方法。针对激光测头进行了两片式光束质量控制光学系统的优化设计,并与光束聚焦控制、准直控制方法进行对比实验。激光结果证明:该优化光束控制系统在测量范围内既保持了光束的均匀性,光斑尺寸较小(光腰尺寸为34μm),又保证了光束的精细度,有效地抑制了光束质量引入的测量误差,在±5 mm测量范围内,其均方根误差仅为6.3μm,测量精度明显优于聚焦控制和准直控制系统。

基于PSD的电振动台特性检测系统研究

详细介绍了基于位置敏感传感器的电振动台特性检测系统的研究。该系统采用自准直光路原理,利用PSD对位置的高分辨能力特性,对电振动台微小角扭动进行精密测量。数据经高速AD采样后送入计算机,通过分析即可获得电振动台在各种振动模式下角速率时域频域特性。对系统存在的各误差分析得出,该系统200H z频率处角速率分辨力为19.8×1-0 3(°/s)。

扫描电机线性段参数的动态测试方法研究

扫描电机是一种高精度、高频率的图像扫描器件,对扫描电机线性段的有效摆动角度、速度均匀性、时间利用率、运动零位重复性等各特性参数的高精度测试是必要的。该文介绍了利用光电位置探测器作为敏感元件动态地测量扫描电机的特性参数,据据光学成像原理和分析扫描曲线的外形特征,设计了一个光学实验系统,并对扫描电机进行测试。实验表明,该种测试方法很好地解决了动态地、高精度地测量扫描电机线性段参数。

高均匀扫描电机轴面不平行度动态测量方法研究

为了解决高均匀扫描电机转动轴位置未知时与反射镜面不平行度的测量问题,提出了一种动态的光电测量方法;在激光测量光路中,利用扫描电机在位置敏感传感器(PSD)上的扫描曲线,并根据光学成像原理和扫描曲线的外形特征,设计了一个光学实验系统;利用实验方法建立了轴面俯仰角度与扫描曲线形状的关系式,最后对扫描电机轴面不平行度的特性进行了测试分析。实验表明,此种测量方法能够很好地解决动态测量扫描电机轴面不平行度的问题。

基于PSD的测距系统设计与实验研究

当前非接触式距离测量科技正在正向精确、高速率和智能的方位发展。本文根据基于距离敏感光探针法的检测方法,制定了采用PSD的测距系统方法,并对硬件部分开展了研究与选型。根据采用PSD的测距系统方法以及光学三角法,建立了简易试验平台以实现系统标定,并开展了系统精度、在不同条件中的检测效果等试验,同时研究了本测距方法系统误差所产生的问题。本文的研究工作对后期采用PSD的测距系统的进一步开发及应用,奠定了理论与实验基础。

陀螺经纬仪中的光电转换技术

文中简述了陀螺经纬仪中光电转换的作用，并以一实例介绍了光电转换的组成及光路、电路原理。光电传感器是光电转换系统中最重要的器件，以此为重点讨论了影响光电转换系统分辨率的因素。

基于一维PSD的位移测量系统研究

介绍了位置敏感传感器(Position Sensitive Detector,PSD)的基本原理及特性,设计了一种基于一维PSD探测器的位移测量系统。针对PSD只与光的能量重心有关、光敏面无死区、可连续测量光斑位置的应用特点,设计了PSD后续的信号处理电路及上位机显示系统。单片机(MCU)通过ADS7825UB采集PSD输出的位置信息,经过处理后由USB接口传给上位机,上位机控制面板可控制数据采集,并进行位移值显示,从而完成对位移的测量。实验结果表明,测量分辨率可达0.1μm,测量误差在±6μm内,可在位移测量领域推广使用。