基于LabVIEW车体稳定性光电检测技术研究

采用光电检测和计算机数据处理技术来检测火炮在射击过程中稳定性的光电设备,代替目前使用的划针、划板的机械测量方法,实现火炮稳定性的非接触测量。简述这种检测设备的工作原理及基于LabVIEW进行数据处理并显示坐标点。

车床尾座同轴度误差快速高精度测量方法研究

针对现场环境下的车床尾座孔与主轴之间的同轴度误差检测与调整问题,提出了一种基于激光准直和光电检测的同轴度误差快速高精度测量方法,并设计了以位置敏感探测器(PSD)和准直光束为核心的测量系统。通过分别驱动激光准直模块和光电测头旋转,PSD采集准直光束的轨迹信息,使用基于RANSAC的椭圆拟合改进算法,拟合轨迹中心点坐标。驱动尾座套筒沿轴向移动,测得多个截面的中心点,从而拟合轴线。最后,依据同轴度误差评定的最小包容区域准则,计算同轴度误差。在同一位置进行同轴度测量实验,测量系统的不确定度优于0.0032 mm,重复测量误差小于0.01 mm,满足车床尾座调整的同轴度测量要求。

基于位置敏感探测器的刀闸开合角度自动控制技术

为了确保电力系统运行稳定安全,该文提出了一种基于位置敏感探测器的刀闸开合角度自动控制技术。利用二次插值非线性补偿位置敏感探测器,修正位置敏感探测器的线性误差,提升位置敏感探测器的测量结果可信度,得到刀闸开合角度变化值。建立控制约束模型,明确刀闸开关角度闭环控制规律,利用自适应反馈调整法自适应加权控制约束参数,得到刀闸开关角度控制系统的动态平衡稳态矩阵,完成电力系统安全稳定运行。通过实验,证明所提技术能够自由实现刀闸开关自动控制,且精度和敏感度高,保证了输出功率,维持电力运行安全。

基于相敏检波和位置探测器的位移检测系统

为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1k Hz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技术,解调探测器的输出交流信号,得出光斑能量中心位置,消除外界干扰。结果表明,测量精度优于1μm。这一结果对于多自由度误差检测是有帮助的。

四象限光电探测器象限间一致性测量方法

将四象限光电探测器应用于目标方位测量时,探测器四个象限的一致性至关重要.用日光灯灯光作光源测量四象限光电探测器象限间响应度一致性,此方法简单有效,容易实现,且能达到较高的精度.用此方法测量了一个GT111四象限光电探测器,其象限间响应度一致性>82%,测得的结果显示GT111四象限光电探测器具有较好的象限间响应度一致性.

激光位敏探测器在三角测量中的应用研究

介绍了新型激光位敏探测器(PositionSensitiveDetector,PSD)的结构、特点及其工作原理;结合一维激光PSD在三角测量中的应用,给出了测量系统的主要组成;讨论了激光PSD在实际应用中的一些关键技术问题.最后给出了一个在线连续检测应用实例.应用结果表明,即使被测目标在运动状态下,这种检测系统仍然能获得非常满意的测量效果.

基于PSD的长跨度孔系同轴度误差测量系统

以激光作为准直基准,研制了基于位置敏感探测器(PSD)的长跨度孔系同轴度误差测量系统。多功能测头在孔系内通过自定心机构确定各被测截面,测头前端的PSD检测激光光斑位置以确定各孔截面中心坐标,并进而评定出孔系同轴度误差。推导出激光自准直数学模型,根据该模型由四自由度工作台调整激光器位置,实现了激光自准直。使用本测量系统完成了激光自准直实验和孔系同轴度误差测量实验。实验结果表明:经准直后激光束与工件两端孔中心连线之间的偏差在±0.032 mm以内,与三坐标测量机相比,本系统同轴度误差测量的相对误差为8%,具备了较高的准直精度和同轴度误差测量精度。

中子三轴谱仪二维位置灵敏探测器标定

二维位置灵敏探测器(PSD)参数是中子散射谱仪实验数据分析的必要参数,主要用于角度和谱形修正。为此提出了PSD标定方法,并对冷中子非弹性散射/三轴谱仪所使用的PSD探测器进行了标定,获得了工作偏压、像素大小、空间分辨、探测效率及效率均匀性等数据。实验结果表明,探测器的工作偏压为4.2-4.4 kV、像素大小为0.32 mm(H&V)、探测器的空间分辨为2.15 mm(H)×2.04 mm(V)、探测效率为90.47%、效率均匀性优于10%,达到了谱仪设计要求。所建立的探测器测试方法对探测器研制和实验数据分析具有参考价值。

剩余气体束流剖面探测系统的初步研制

介绍了剩余气体束流剖面探测系统的工作原理和设计依据,描述了所设计的系统结构并进行了初步实验,证明了利用剩余气体探测束流剖面的方法是可行的。

用于束流剖面探测的位置灵敏探测器

介绍了用于剩余气体束流剖面探测系统的位置灵敏探测器的原理和结构。测试了探测器的性能,得到了位置分辨、位置线性、探测效率及探测器本底。

一种新型非接触位姿检测系统研究

提出一种基于位置敏感探测器(简称PSD)多光束同步检测技术的位姿检测新方法,采用两个二维PSD从不同角度同时测量出目标物体上多个特征点的二维坐标,然后通过坐标变换计算得到各点的三维空间坐标;根据位姿变化前后的各点空间坐标,采用比较简单的算法计算出目标物体的位姿参数。通过算例验证该方法是可行的;由初步的实验获得目标物体的位姿参数,最大平移误差为1.0574mm,最大旋转误差为0.2851rad,需要通过多种途径进一步提高系统的检测精度。

基于位置敏感探测器和激光技术对大型轴系中心线检测方法的研究

提出了一种采用位置敏感探测器(PSD)技术与激光技术相结合实现大型轴系对中检测的新方法。该方法以准直半导体激光光束为基准线,采用PSD光靶获取轴瓦位置二维位置信息,再由优化算法实现轴系的对中计算。仿真实验证明,该检测原理正确,检测方法快速简便,减少了轴面型精度的损伤,为轴系标定、校准开辟了新思路。

基于光电位移检测的振动测量控制技术

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种基于半导体表面阻抗特性原理的连续性光电半导体位移检测器件,具有位置分辨率高和响应速度快等优点。采用PSD进行非接触振动测量,既不会影响被测对象的振动特性,又能有效避免传统加速度传感器超低频振动测量时的漂移问题,克服了需要速度、位移作为反馈或前馈控制量时所带来的积分相位漂移和频响带宽下降等缺点。本文设计了基于PSD的振动检测及控制系统,详细分析了影响测试性能的主要因素并提出了解决方法。基于设计的测量系统,进行了振动检测及控制实验,实验结果验证了该测量方法的有效性。

自动机运动规律测试系统的研制

介绍了一种枪械自动机运动规律光电检测系统,该系统由光电位置探测器(PSD)、激光器、原向反射片、数据采集装置及专用测试软件等组成。随自动机同步运动的原向反射片反射激光光束,光束经光学系统聚焦于PSD的光敏面上,产生随光斑中心变化的电信号。信号经过调理、采集、处理后得出自动机运动规律。分析及实验结果表明:该系统响应速度满足自动机测试要求,位置分辨率可达0.044mm。能在恶劣环境下,对10～150mm范围内的枪械自动机进行速度和位移测试。测试方法具有非接触、高精度、操作简便等特点。

机器人柔性腕力传感器及其检测系统

介绍了一种集被动柔顺和力传感器于一身的机器人柔性腕力传感器,该传感器采用非接触式的光电检测装置进行位置/姿态变换的检测,检测准确度高,不易受到干扰,通过USB接口与计算机进行数据传输,接口方便。

刀具位移的在线检测与数控修正技术

针对蜂窝状表面微坑低频振动冲击加工中存在的问题,提出了利用位置敏感器件(PSD)和微处理器为核心构成在线二点法的刀具位移在线检测系统,将检测出来的实际参数传递给上位计算机,计算出刀具的修正位置和修正余量,由伺服电机驱动刀具在缸套内表面低频振动冲击加工,形成分布规律和结构参数可控的微坑,从而有效保证表面微坑深度的一致性及其分布的均匀性。

改进型二维位置敏感探测器检测误差的校正

分析了改进表面分流型二维位置敏感探测器(PSD)的工作原理及信号调理电路,针对PSD位置检测误差大的缺点,设计了利用万能工具显微镜进行标定的实验系统,运用误差理论对传感器在A区和B区的X向及Y向位置测试数据进行了校正。实验结果表明:应用这种校正方法,可减少PSD的位置检测误差,其中,A区位置检测误差可减少到±0.02mm。

改进型二维位置敏感探测器示值误差的标定

分析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PSD传感器示值误差较大的缺点,设计了利用万能工具显微镜的实验标定系统,运用误差理论对传感器位置测试数据进行了标定修正。试验结果表明,PSD传感器A区的示值误差可减小到±0·02mm内。

激光测向器件及其应用

激光测向技术是利用光电探测器接收激光信号,根据探测器光敏面对目标像光斑中心位置的偏差,解算出角度偏差量,进而得到目标的方位信息。激光测向技术具有测向范围大、电路设计灵活、测向精度高等特点,因而得到广泛的应用。光电探测器件是激光测向技术的核心器件,介绍了三种主要的探测器件,论述了它们的工作原理和特点,通过比较得出QD具有更多优点,是较为理想的精密测向器件,更适合于高精度动态目标的跟踪测量。

基于PSD的微小步行机器人位置检测实验系统

作者研究了一种微小步行机器人(体积为20×18×40)的位置检测系统。组合位置敏感探测器(PSD)、信号处理电路、A/D卡、数据采集、处理和测量模块,形成了位置检测实验系统,设计了实验方案并进行了验证性实验研究。初步的实验结果表明,作者设计的检测系统的测量原理、实验方案是正确的,软硬件设计与配置是正确可行的,适用于微小步行机器人的位置测量。该系统经进一步的优化和改进,还可以应用到更为广阔的领域。