1 沈阳理工大学 机械工程学院, 沈阳
2 沈阳理工大学 辽宁省先进制造技术与装备重点实验室, 沈阳
针对激光位移传感器在检测截面距离时受到同步电机震动影响, 产生随机误差的问题, 运用PSD光电位移传感器及树莓派对误差数据进行采集。以实验室的身管设备为例, 用python、matlab等软件进行曲线拟合, 阐述了身管数据误差进行采集、分析处理及曲线拟合的基本流程, 探讨了PSD在位置误差补偿方面的应用。基于激光位移传感器对身管进行检测, 提高了检测数据的可靠性, 降低了震动导致的误差, 为后续的采集数据处理及三维重建奠定了基础。
误差补偿 传感器 震动误差 曲线拟合 position sensitive device (PSD) PSD error compensation sensor vibration error curve fitting
1 陕西理工大学物理与电信工程学院,陕西 汉中 723000
2 陕西理工大学电气工程学院,陕西 汉中 723000
3 陕西理工大学机械工程学院,陕西 汉中 723000
为提高一维位置敏感器PSD激光微位移测量的精度和稳定性,设计位移测量试验系统。系统采用PSD作为位移检测传感器,使用OPA211低噪运算放大器设计电流转电压(I/V)信号调理电路,以单片机STM32F103为控制器,控制步进电机滑台移动激光光源,采用ADS1256采集位移信号,实现自动位移及位移测量系统。试验测量结果表明,该系统在0~14 mm范围内具有较好的线性,位移测量误差小,测量误差不超过±20 μm。
位移测量 电流转电压电路 一维位置敏感器 自动位移 displacement measurement current to voltage circuit PSD automatic displacement
强激光与粒子束
2020, 32(3): 032005
设计一种用于轨道交通车辆多曲面地板的激光扫平自动测量系统。该系统由激光扫平仪、一维PSD探测器、无线串口模块及工业计算机组成。激光光源采用515 nm的固体激光器,出光功率5 mW,扫描转速0~720 r/min,水平精度±20"/50 m。探测器使用具有无线数据传输功能的微米级一维光位置敏感器(PSD)。实验结果表明,以激光扫平面为参照面,进行轨道列车多曲地面的测量与补偿;该系统在工作半径15 m,测量精度能达到0.5 mm。结合数字化的采集方案,实现了大范围、高精度、实时性的自动化测量。
激光扫平仪 多曲面测量 一维光敏探测器 误差自动检测 光学测量 rotating laser multiple surface measurement one dimensional PSD detector automatic error detection optical measurement
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
基于压电陶瓷的微摆镜是一种典型的二维角驱动部件, 微摆镜系统的实用化需要进行微角度的测量, 以便得到驱动电压与微偏转角之间的对应关系。设计了一种基于位置敏感探测器(PSD)的微摆镜角度测试系统, 应用激光自准直原理, 采用两次45°折返式结构, 缩小了系统的体积并解决了传统折返式系统难以精准搭建的问题; 采用多层前馈神经网络法对PSD进行了非线性校正, 修正后整个系统的测量精度可达0.5″, 测量范围为±400″。符合微摆镜角度测量的要求。
位置敏感探测器(PSD) 微摆镜 角度测量 自准直 折返式结构 PSD swing micro-mirror angle measurement autocllimator foldback system
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
研究了QPSK副载波调制下乘性噪声与加性噪声对接收端星座图影响。基于Gamma-Gamma信道模型, 分析了乘性噪声和加性噪声影响下系统的接收星座图。通过仿真实验计算了混合噪声情况下的星座图分布以及接收端功率谱密度。讨论了混合噪声条件下, 不同能见度、传输距离对系统误码率的影响。结果表明: 随着湍流强度的增强, 接收端功率谱存在明显的展宽迹象; 不同加性噪声条件下, 当能见度小于传输距离时, 气溶胶粒子散射为影响通信的主要因素。不同乘性噪声条件下, 当能见度处于0.5~1.5 km时, 乘性噪声会影响接收光强, 进一步增大系统误码率。文中工作对真实环境下降低无线激光通信的误码率和提高通信质量有重要意义。
激光通信 QPSK调制 混合噪声 功率谱密度 误码率 laser communication QPSK modulation mixed noise PSD BER 红外与激光工程
2017, 46(10): 1022005
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长春理工大学 , 吉林 长春 130022
为了保证大口径光学镜面加工检测的质量和效率, 提出了提高大口径光学系统镜面视宁度检测精度的方法。利用电子自准直仪以及平面镜确定波前斜率, 推导了基于斜率信息与镜面视宁度之间的关系。为了提高测量精度, 突破单台自准直仪精度限制, 采用三台自准直仪进行互标校。为了进一步降低误差, 使用六自由度平台支撑立方反射体, 使精度提高至0.01″量级。另外, 结合频响函数的相关理论, 估计得到了六自由度平台在检测环境下所引入的误差。最后, 引入标准化点源敏感性(PSSn)对结果进行评价, 并开展了数值仿真实验。针对模拟镜面视宁度, 分别计算两个方向的斜率功率谱以及原始波前功率谱, 然后利用之前给出的功率谱与PSSn之间的关系得到了两个方向的PSSn均为0.999。该镜面视宁度测量方法可以在模拟望远镜实际工况下, 完成对于系统主镜视宁度的定量预测。
光学检测 镜面视宁度 大口径光学系统 功率谱 自准直仪 optical test mirror seeing large aperture optical system Power Spectral Density(PSD): autocollimator 光学 精密工程
2017, 25(10): 2572
光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
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。
激光测向技术 光电探测器件 laser direction finding technology photoelectric detection device CCD charge-coupled device (CCD) position sensitive device (PSD) PSD QD quadrant detector (QD)