PSD激光三角測量系統(tǒng)的研制
發(fā)布時(shí)間:2017-05-30 23:12
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【摘要】:激光三角測量是非常重要的非接觸測量方法,本文研究了以PSD 作為光電傳感器的測量系統(tǒng)中的一些問題。 實(shí)現(xiàn)PSD 位置檢測電路。根據(jù)PSD 的工作特性,結(jié)合激光三角測量的原理,設(shè)計(jì)合理的信號處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)位移、振動等物理量的測量。 非線性補(bǔ)償問題。由于激光三角法具有原理上的非線性,為了便于測量和控制,需要進(jìn)行補(bǔ)償。本文實(shí)現(xiàn)了一種模擬的非線性補(bǔ)償方法。實(shí)驗(yàn)證明,這個(gè)問題得到了很好的解決。 微弱電流信號的前置處理問題。激光三角測量是依據(jù)漫反射光實(shí)現(xiàn)測量的,因而PSD 的輸出電流是一個(gè)微弱信號。對微弱電流信號的處理,要非常注意放大器的選擇、PCB 板的設(shè)計(jì)等一系列問題,本文都進(jìn)行探討和嘗試,取得了一定的效果。 寬范圍信號輸入的問題。對于不同反射能力的被測物面,反射光光強(qiáng)變化大,PSD輸出的電流信號范圍也會隨之而變化。本文用積分進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換,控制積分時(shí)間來保證前置放大的輸出在一個(gè)合理的范圍。 測量速的問題。PSD 響應(yīng)速度快、精度高,但是,要想實(shí)現(xiàn)快速高精度的測量,這還是不夠的。電路系統(tǒng)的速度是測量速度的關(guān)鍵,要合理選取電路參數(shù),保證帶寬要求。 系統(tǒng)誤差來源。本文討論和分析了影響系統(tǒng)測量精度的一些因素,對提高系統(tǒng)精度進(jìn)行了一些嘗試。
【關(guān)鍵詞】:位置敏感探測器(PSD) 激光三角測量 非線性補(bǔ)償 微弱電流信號處理 寬范圍信號輸入
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號】:TH744.5
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-12
- 1.1 問題的提出9-10
- 1.2 課題研究的目的、意義10
- 1.3 本文主要工作和創(chuàng)新10-12
- 2 PSD 基本原理、特點(diǎn)及應(yīng)用12-22
- 2.1 PSD 基本原理12-15
- 2.2 PSD 主要特性15-16
- 2.3 PSD 技術(shù)的應(yīng)用16-17
- 2.4 PSD 在激光三角測量中的應(yīng)用17-21
- 2.5 本章小結(jié)21-22
- 3 PSD 信號處理電路設(shè)計(jì)22-32
- 3.1 傳統(tǒng)的PSD 信號處理方法22-24
- 3.2 非線性補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)24-27
- 3.3 前置放大電路設(shè)計(jì)27-31
- 3.4 本章小結(jié)31-32
- 4 微弱電流信號的處理32-41
- 4.1 前置電路器件的選擇32-35
- 4.2 前置放大電路參數(shù)的確定35-38
- 4.3 電路抗干擾的幾點(diǎn)措施38-39
- 4.4 本章小結(jié)39-41
- 5 系統(tǒng)誤差分析41-48
- 5.1 影響測量精度和儀器性能的因素41-42
- 5.2 光學(xué)測量頭定位引起的誤差42-45
- 5.3 傳感器噪聲電流引起的誤差45
- 5.4 電路噪聲引起的誤差45-47
- 5.5 本章小結(jié)47-48
- 6 系統(tǒng)試驗(yàn)及結(jié)論48-54
- 6.1 非線性補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)48-50
- 6.2 寬范圍輸入信號驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)50-51
- 6.3 測量速度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)51-53
- 6.4 本章小結(jié)53-54
- 7 全文總結(jié)與展望54-56
- 7.1 全文總結(jié)54
- 7.2 展望54-56
- 致謝56-57
- 參考文獻(xiàn)57-61
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄61-62
- 附錄1 實(shí)驗(yàn)裝置照片62-63
- 附錄2 儀器面板照片63-64
- 附錄3 電路系統(tǒng)照片64
【相似文獻(xiàn)】
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1 黃梅珍,唐九耀,陳鈺清,曹向群;一維PSD的光電性能解析研究[J];電光與控制;2000年04期
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10 劉曉e,
本文編號:408133
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