PSD激光三角测量系统的研制

发布时间：2017-05-30 23:12

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【摘要】：激光三角测量是非常重要的非接触测量方法,本文研究了以PSD 作为光电传感器的测量系统中的一些问题。 实现PSD 位置检测电路。根据PSD 的工作特性,结合激光三角测量的原理,设计合理的信号处理系统,实现位移、振动等物理量的测量。 非线性补偿问题。由于激光三角法具有原理上的非线性,为了便于测量和控制,需要进行补偿。本文实现了一种模拟的非线性补偿方法。实验证明,这个问题得到了很好的解决。 微弱电流信号的前置处理问题。激光三角测量是依据漫反射光实现测量的,因而PSD 的输出电流是一个微弱信号。对微弱电流信号的处理,要非常注意放大器的选择、PCB 板的设计等一系列问题,本文都进行探讨和尝试,取得了一定的效果。 宽范围信号输入的问题。对于不同反射能力的被测物面,反射光光强变化大,PSD输出的电流信号范围也会随之而变化。本文用积分进行电流/电压转换,控制积分时间来保证前置放大的输出在一个合理的范围。 测量速的问题。PSD 响应速度快、精度高,但是,要想实现快速高精度的测量,这还是不够的。电路系统的速度是测量速度的关键,要合理选取电路参数,保证带宽要求。 系统误差来源。本文讨论和分析了影响系统测量精度的一些因素,对提高系统精度进行了一些尝试。
【关键词】：位置敏感探测器(PSD) 激光三角测量 非线性补偿 微弱电流信号处理 宽范围信号输入
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH744.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 问题的提出9-10
• 1.2 课题研究的目的、意义10
• 1.3 本文主要工作和创新10-12
• 2 PSD 基本原理、特点及应用12-22
• 2.1 PSD 基本原理12-15
• 2.2 PSD 主要特性15-16
• 2.3 PSD 技术的应用16-17
• 2.4 PSD 在激光三角测量中的应用17-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 PSD 信号处理电路设计22-32
• 3.1 传统的PSD 信号处理方法22-24
• 3.2 非线性补偿电路设计24-27
• 3.3 前置放大电路设计27-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4 微弱电流信号的处理32-41
• 4.1 前置电路器件的选择32-35
• 4.2 前置放大电路参数的确定35-38
• 4.3 电路抗干扰的几点措施38-39
• 4.4 本章小结39-41
• 5 系统误差分析41-48
• 5.1 影响测量精度和仪器性能的因素41-42
• 5.2 光学测量头定位引起的误差42-45
• 5.3 传感器噪声电流引起的误差45
• 5.4 电路噪声引起的误差45-47
• 5.5 本章小结47-48
• 6 系统试验及结论48-54
• 6.1 非线性补偿实验48-50
• 6.2 宽范围输入信号验证实验50-51
• 6.3 测量速度验证实验51-53
• 6.4 本章小结53-54
• 7 全文总结与展望54-56
• 7.1 全文总结54
• 7.2 展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-61
• 攻读学位期间发表学术论文目录61-62
• 附录1 实验装置照片62-63
• 附录2 仪器面板照片63-64
• 附录3 电路系统照片64

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10 刘晓e，

本文编号：408133