高精度透射式光电定心仪的研究

针对目前定心仪产品精度不高、结构复杂且形式单一的现状,在对传统透镜表面反射像定心法、球心自准像定心法和光学电视定心法的不足进行分析的基础上,提出了一种高精度透射式光电定心仪研究方法。系统采用激光为光源,设计了扩束准直系统,使入射到待测透镜上的为发散角极小的平行光;利用位置敏感探测器PSD测量经过待测透镜会聚的光斑重心坐标,来判断是否实现精确定心。该定心仪结构简单、测量方便,可在测量范围+∞≥R≥-∞内,达到1μm的定心精度,在透镜加工领域具有很广阔的发展前景。

基于虚拟仪器的电梯导轨多参数测量系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的电梯导轨多参数测量系统.系统中采用基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量技术,实现了对导轨弯曲、失调、接口处台阶等参数的测量;采用双电感传感器差动测量法实现了对两列导轨间距变化的测量;采用数字量接近传感器实现了对导轨接头及支架的位置的准确测量.在软件设计中,应用COM技术将LabVIEW与MATLAB相结合构成功能强大的虚拟仪器开发平台,实现了整个测量系统的集成化和自动化.现场试验证明,该测量系统可以高效、准确地完成对电梯导轨的多参数测量任务.导轨表面形状误差的测量标准偏差在70m的测量范围内为0. 3mm.

基于PSD的高精度光电定心仪

针对目前定心仪精度不高、并依赖于人眼的现状,提出一种基于PSD的高精度定心仪研究方法.采用自准直光路形式和位置敏感探测器PSD对经过被测目标返回的光斑实行定位,并通过读取计算机上的坐标值来判断是否达到准确的定心.文中对定心仪的光学系统进行设计,并运用神经网络的训练来校正PSD的非线性,在测量范围±2 mm～±500 mm内定心精度达到1μm的设计要求.

射击训练定量检测和及时反馈系统

本文介绍一套由二极管激光器、位置敏感检测器、光靶及微机构成的射击训练测试分析系统,本系统能实时给出整个瞄准过程中枪的晃动信息,已在北京射击场进行了试验。

闪烁体中子探测器读出ASIC-MaPMT_v10性能测试的设计与实现

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程通用粉末衍射谱仪(General Purpose Powder Diffractometer,GPPD)使用二维位置灵敏型闪烁体中子探测器(Position-sensitive Scintillation Neutron Detector,SSND)来获取中子击中位置和时间信息。MaPMT_v10是由中国科学院高能物理研究所电子学组专门为闪烁体探测器前端电子学读出研发的一款专用集成电路(Application-specific Integrated Circuit,ASIC)。为了使该芯片更快地应用于CSNS工程项目中,设计了针对该芯片的测试电路板。该电路板既能在电子学实验室对MaPMT_v10进行各项性能测试,又能直接连接光电倍增管,与探测器组进行联合调试。本文介绍了MaPMT_v10的测试电路板,并给出了该芯片积分非线性(Integral nonlinearity,INL)、噪声等测试的方法和结论。利用本文搭建的测试平台,得到了MaPMT_v10可靠的性能测试结果,该芯片正常稳定和运行可靠。

PSD测距电路降噪方法

针对激光三角法测距技术使用的位置敏感探测器(position sensitive detector,PSD)转换电路,在阐述测量电路原理的基础上,建立了位移转换电路的噪声模型,对各环节进行了敏感性分析,对不同性能参数元器件交叉组合形成的电路进行了多方案计算,得出了元器件性能参数对电路噪声的影响规律,并进行了部分实验验证。结果表明:本研究为实际测量电路设计时应采用的降噪措施提供了参考依据,可望有效地提高整个测量系统的分辨率。

一种基于LabVIEW的相位法PSD微位移测量系统设计

基于相位法的位置敏感探测器(PSD)检测技术较之幅值法具有处理电路简单、检测精度高、抗干扰能力强、环境适应性好等优点。利用二维双面分流型PSD和LabVIEW虚拟仪器平台,实现了基于相位法的PSD微位移测量系统的设计。实验表明:PSD输出信号的相位差和光斑位置具有良好的线性关系,非线性误差小于0.1%。

基于AD7714的激光对中仪的设计与实现

为了提高机械轴对中的效率和准确度,研制了基于AD7714的激光对中仪系统,该系统通过一定的测量手段对设备的定轴和动轴的相对位置进行检测和调整,以保证其位于同一条直线上。系统通过自行研制的硬件对任意角度的激光点的位置信息进行测量,并通过LabVIEW的图形化界面和编程环境对数据进行采集和处理,最后给出垂直偏差和水平偏差。

核医学仪器科学中的电路仿真

目的:核电子学可应用到核医学诊断领域,为核医学研究提供硬件支持。提高核仪器的电路性能可从根本上促进核医学的发展。借助电路仿真,本文研究核电子学中一个重要的基本部件,电荷灵敏前置放大器。该前置放大器在高分辨率能谱测量系统中有着广泛的应用。方法:我们利用Pspice,orCAD电路仿真软件,对电荷灵敏前置放大器的基本电路,进行了温度效应、噪声效应和其他主要性能指标的仿真分析,并与理论值进行了比较。通过调节电路参数,可动态观察输出结果如输出电压波形,并可形象地观察工作温度的变化对输出信号和输出噪声的影响,从而了解电路指标的温度效应。结果:对变换增益和平均计数率等主要电路参数的仿真结果和理论一致。泄放电阻的使用可以释放累加的电荷信号,使放大器工作在线性范围。分布电容是产生前置放大器噪声的主要原因,减小噪声必须减小分布电容。输出噪声在正常的工作频率范围内,会随温度增加而增大。结论:在高分辨率能谱分析仪设计中,使探测器和前置放大器系统的信噪比最大化是至关重要的。充分考虑电路的温度和噪声等效应是设计高性能前置放大器的基础,有助设计低噪声的前置放大器。电路仿真具有实现快、输出结果形象、可将如噪声效应抽离进行分析等特点,在核电子学以及医学仪器设计方面有广泛的应用空间。

正电子心脑功能仪的研制

本文介绍了一种新型的具有半显像功能的核医学仪器——正电子心脑功能探测仪,描述了该仪器的主要部件,即BGO位置灵敏探测器的工作原理。