PSD光电位置探测器在炮口自动校正系统的应用

炮口校正作为坦克火控系统中一个涵待解决的问题一直受到大家的关注.由于一直找不到理想的探测器,使研究工作一度停滞.该文采用的PSD探测器有位置分辨率高、光谱相应宽、响应速度快、位置和光强同时测量等特点,可以满足炮口校正的动、静态要求,实现火控系统对身管变形的修正,使研究工作向实用阶段发展.

位置敏感探测器(PSD)的研究进展

回顾了位置敏感传感器(PSD)的发展历史,介绍了各种光敏面结构的PSD。并结合研究成果,阐述了单晶硅、氢化非晶硅、有机材料、大面积挠性薄膜、CMOS型,一维及二维阵列PSD等采用各种组成材料和工艺制作的PSD的发展现状,并对今后的发展和研究方向进行了展望。

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。

位置敏感探测器的发展状况及应用研究

回顾了位置敏感探测器(PSD)的发展史,阐述了位置敏感探测器主要涉及的应用领域,对位置敏感探测器今后的发展和研究进行了展望。

二维方型位置敏感探测器线性度的研究

研讨位置敏感探测器(PSD)的线性度问题,对影响二维方型结构PSD的线性度的三种因素,即边框区电阻率,负载电阻以及分流电阻的均匀分布进行模拟仿真实验研究,得到了相应的电流—位置图,并对其进行了分析,得出边框电阻和负载电阻越小,分流面电阻越均匀,从而线性度越好,位置误差也越小的结论,为进一步提高二维方型结构PSD的线性度提供了途径。

ATP跟瞄系统中位置敏感探测器测量精度研究

为满足星-地量子通信中ATP跟瞄系统对二维位置敏感探测器(PSD)的精密性、实时性、可靠性的要求,基于Lab VIEW设计了PSD精度测量与误差修正系统。首先,采用驱动平台带动激光光源,通过扫描PSD光敏面,获得电压值并计算出光斑位置,分析非线性成因,采用多项式拟合法建立实际值与测量值间的数学模型,得到非线性修正函数。然后,结合光学三角测量对被测物体进行微位移和角度测量,并对测量结果进行误差修正。实验结果表明,经过修正后PSD位置误差显著减小,满足系统对PSD的需求,通过Lab VIEW软件编程提高了系统的测试效率。

PSD激光探测功率对给定目标回波信号影响的研究

针对PSD激光探测对给定目标回波信号的影响研究,文章首先介绍脉冲激光探测系统仿真逻辑模型示意图,并且根据激光回波功率的数学模型,计算脉冲激光输出功率为10 m W时,相关参数给定时回波功率和输出光电流的输出情况;分析仿真入射角度、反射率及探测距离对于回波信号的影响,通过Multisim电路仿真观察微弱电流信号放大滤波电路后输出电压的情况,并且通过实验验证不同入射角和照射在PSD探测器不同位置对其输出信号的影响;最后,分析了PSD激光脉冲探测输出信号和光电转换模型的联系。通过对不同目标的回波信号(输出电压)进行实验,观察实际输出结果与理论比较接近,为PSD探测器的输出信号处理设计和应用研究提供参考价值。

基于PSD和光源调制的合作目标位姿探测方法

空间目标的相对位置与姿态探测是航天器对接领域的研究重点,探测方法主要分为遥测法和光学测量法两大类.其中,后者依靠其速度快、稳定性高、信息量大等优势,成为了近距离位姿探测的主要方法.我们通过双目视觉模型可计算出空间合作目标上特征光点深度信息,再根据特征光点间已知的结构、尺寸等约束信息,实现对目标姿态的解算.本文依据PSD相较于CCD和CMOS传感器,有无需图像特征提取过程、响应速度快、位置分辨率高等优势,且双目立体视觉系统的仿生学结构可直接获取到探测目标的深度信息,提出了采用双PSD视觉模型,并配合特征光点的亮度与顺序联合调制实现对空间合作目标的位姿探测方法.实验结果表明,当光标靶姿态调整±30°时,系统的平均测量误差为2.541°,当姿态角小于15°时,俯仰角和偏航角的平均偏差分别为0.923°和0.563°;大于15°时,受限于光源发散角度的影响,俯仰角和偏航角平均偏差分别增加至4.566°和4.106°,系统能够快速、稳定解算光标靶的空间位姿.

一维PSD瞬态响应特性的有限差分方法研究

基于有限差分方法 ,提出了一种新的PSDRC网络传输线模型模拟算法 利用该算法 ,得到了一维PSD在不同光信号激励下 ,从开始响应到进入稳态后的各个阶段的精确数值解 揭示了PSD电极对不同照射点的起始响应时间的差异正相关于光入射点与PSD几何中心之间的距离 在高速瞬态探测时 ,PSD器件参数限制了激励光脉冲信号的频率 ,其最高调制速率为 1/ (3.75Tc)

基于双PSD视觉的空间光点位置测量研究

目前基于光学测量法的空间目标位姿探测系统主要采用单目视觉和双目立体视觉两种,其中双目视觉得益于利用仿生学视差原理,通过光学三角测量法即可计算出目标的空间相对位置,从而得到广泛应用。此外,针对于传统CCD、CMOS视觉相机繁杂的图像处理过程,提出了将双目视觉原理与位置敏感探测器(PSD)结合应用于空间光点位置的探测方法,利用PSD探测响应速度快、分辨率高等特性,将图像处理转换为光电探测器的信号处理过程,并搭建了具体的合作光点的位置探测系统。实验结果表明,PSD视觉相X和Y方向坐标波动均在±130μm,且探测系统精准还原了空间光点在距离1000 mm的160 mm×160 mm×200 mm立方体空间内的运动轨迹,其定位误差为4.35 mm,随深度每增加50 mm,误差增加约27%,系统的平均误差为7.30 mm,稳定性较好。

基于小波理论的PSD测试系统的数据分析

位敏探测器(PSD)技术作为光电技术的重要组成部分,在各学科领域得到广泛应用。随着对PSD系统信号精度的要求越来越高,要求研究出更好的去噪效果的方法。针对PSD系统信号的特性,选择db8、sym8、coif8对含噪的信号进行处理和对比,并通过MATLAB中的小波GUI软件进行数字仿真,并对仿真结果进行比较,从而得出最适合的小波处理方法。通过仿真结果分析表明,小波分析方法可以达到较好的去噪和滤波效果。

基于PSD的微小角度动态测量研究

提出了一种新的测量系统对微小角度进行高精度的实时测量,并给出了系统的测量原理和设计。测量系统将位置敏感探测器(PSD)与计算机测量控制相结合,用光学的方法实现了在较高精度下对微小角度的动态测量,在±2 0’角度变化范围内可以达到0 .1’精度,可以广泛的应用在小角度的高速高精度测量中。

一维PSD定位精度的实验研究

本文根据实验研究测试了一维(二象限)PSD的线性特性,光斑大小和光束倾斜对PSD定位精度的影响,同时分析了其它一些因素的影响。实验表明,1mm直径的He—Ne激光束定位精度2.5μm,光斑越大,倾斜角越大,PSD的定位精度越低。PSD的线性性除与入射光能量有关外,还与后续处理电路有关。

双PSD实现长直导轨四自由度测量的新方法

介绍一种基于双二维PSD实现大长度宽范围直线导轨俯仰角、偏摆角以及空间二维直线度等四个自由度在线测量的新型方法,对其测量原理进行了分析和论证,并建立了求取长直导轨俯仰角、偏摆角的数学模型和基于激光空间偏角修正基础上的二维直线度的数学模型;讨论了影响测量过程的各种因素,提出了消除其影响所应采取的措施。该测量方法提高了长直导轨直线度的测量精度和效率。

基于PSD的太阳方位对准系统研究

针对现有太阳方位跟踪系统中对准精度较低、易受环境制约等问题,设计了一种太阳方位对准系统。该系统一方面接收GPS输出数据信息,利用视日运动轨迹跟踪方法计算初始方位;另一方面利用斜入射平凸透镜的太阳光线在二维四边形PSD器件上形成光斑,计算光斑中心与PSD器件几何中心之间偏差,结合二者信息对太阳方位进行准确定位,对安装倾斜误差进行补偿。实验结果表明,该太阳方位对准系统能够实现全天候、大范围内准确定位,设计方法合理、可行。

基于PSD的位置测量系统

介绍了PSD和基于PSD的位置测量系统的工作原理,探讨了基于PSD的位置测量系统的硬件、软件和基本电路,并对系统误差进行了分析。

PSD抗杂光干扰措施的研究

光电位置敏感器件(PSD)是一种可直接对其光敏面上光斑位置进行检测的光电器件,基于光电位置敏感器件可以构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器。介绍了位置敏感探测器(PSD)的工作原理及其性能,分析了PSD工作时杂散光对其测量的影响,提出其相应解决方案。

基于PSD的微小位移测量系统的设计

介绍了一种基于DSP+PSD体系结构的微小位移测量的系统。详细叙述了该检测系统的测量的原理,数字信号处理器(DSP)采样,硬件电路的实现,信号接收控制模块,软件设计和具体实现的流程框图。此系统可开发成便携式微小位移测量模块,具有体积小,能耗低,精度高的优点。适用于户外作业和在自动化生产线上实时检测及校准。

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。

基于PSD的非均匀激光光斑中心定位研究

激光光斑中心定位是光学检测中的关键技术,大量应用在光学通信ATP系统、光路自准直控制系统、光学非接触位移角度测量系统中。针对传统电荷耦合器件(CCD)检测方法无法精准定位非均匀、非理想圆激光光斑的问题,提出一种基于位置敏感探测器(PSD)的旋转激光光斑中心检测的新方法。该方法依据PSD能够连续检测光敏面上光斑重心位置的工作原理,设计了一种定轴心旋转且角度可控的激光实验装置,通过对该装置投射到光敏面上的光斑重心的轨迹探测,经Kasa算法处理后得到光斑的中心位置,相较于CCD无需进行图像处理。实验中搭建了PSD光斑中心检测系统,并对旋转的激光光斑模式进行了分析。结果表明,激光光斑中心定位模型的线性度为-1.036、位置分辨率为0.1μm,精确定位了光斑中心的移动轨迹。该方法为非均匀光斑的实时高精度定位提供了一种新思路。