基于PSD激光对中检测系统的研究

发布时间：2017-09-15 19:38

  本文关键词：基于PSD激光对中检测系统的研究

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【摘要】：在常见的机械设备中用轴传动传递动能是一种被广泛采用的方法,将轴传动设备的两个轴线对中,是保证轴传动设备高效运转的基本保障。如果同轴度超出所要求的范围,设备的正常运行就会受到影响,轻则设备产生震动和噪声、影响设备精度,重则导致轴承磨损,断裂甚至造成严重的生产安全事故。因此在该类设备的生产和安装过程中必须进行同轴度的校正测量。目前通常是使用百分表、千分表等工具来手动检测设备的同轴度,此方法存在诸多缺点,并且无法使用在高精度的设备安装测量中,而激光对中仪可以很好的解决传统方法的缺点,且具有准直性好、测量效率高、精度高、自动化程度高等诸多优点。基于以上现状本课题旨在研发出一种操作简单、省时高精、便携高效、物美价廉基于新型二维PSD位敏传感器的的激光对中测量仪器,以满足工业上的迫切需要。本文主要研究了一维、二维PSD传感器工作的基本原理,推理出当激光光束照射在位敏传感器PSD上时,其输出信号与光斑位置的相关公式,并基于此完成了测量部分的硬件电路设计；比对分析了各种激光对中测量模型优缺点；基于双LD/PSD模型推导出了分别采用两点法、四点法、任意点测量法时的计算公式；本课题采用S3C2440芯片作为的主控板主的控制器,在嵌入式Linux系统环境下基于QT平台设计了软件操作程序,方便操作者通过显示屏查看操作,从而高效快速的完成测量工作；最后对系统进行了调试实验,验证了系统的正确性,达到了预期设计10微米的精度的要求,分析了系统测量过程中影响精度的各个因素并分别提出了对策。
【关键词】：激光对中 PSD ARM S3C2440 同轴度
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN247
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题背景与意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11
• 1.3 课题研究的主要内容及章节安排11-12
• 1.4 本章总结12-13
• 2 激光对中原理模型及系统整体设计13-19
• 2.1 对中基本概念13
• 2.2 激光对中模型13-16
• 2.2.1 单LD单PSD激光对中模型13-14
• 2.2.2 单LD双PSD激光对中模型14-15
• 2.2.3 双LD双PSD激光对中模型15-16
• 2.3 激光对中系统整体设计16-18
• 2.4 本章总结18-19
• 3 激光对中数学模型及算法设计19-27
• 3.1 激光对中数学模型的建立19-21
• 3.2 两点法测量数学模型21-22
• 3.3 四点法测量数学模型22
• 3.4 任意点测量数学模型22-25
• 3.5 从动轴设备地脚调整量的计算25-26
• 3.6 本章总结26-27
• 4 激光对中系统硬件设计27-39
• 4.1 半导体激光器27-28
• 4.1.1 半导体激光器的优点27
• 4.1.2 半导体激光器的选择27-28
• 4.2 信号接收部分--PSD传感器28-32
• 4.2.1 一维PSD传感器结构及原理29-30
• 4.2.2 二维PSD结构及原理30-32
• 4.3 PSD传感器信号转换电路32-35
• 4.4 倾角测量35-38
• 4.5 本章总结38-39
• 5 激光对中系统软件设计39-47
• 5.1 软件架构设计39-40
• 5.2 系统环境搭建及应用软件移植40-41
• 5.3 软件操作及算法设计41-43
• 5.3.1 四点法测量软件设计流程41-42
• 5.3.2 任意点法测量软件设计流程42-43
• 5.4 软件操作界面43-46
• 5.5 本章总结46-47
• 6 实验及误差分析47-50
• 6.1 实验数据分析47-48
• 6.2 误差干扰实验分析48-49
• 6.3 本章总结49-50
• 7 结论50-53
• 7.1 工作回顾50
• 7.2 展望50-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-58

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