基于PSD的激光跟踪仪光电瞄准技术应用与研究

光电瞄准与定位技术是空间运动目标动态跟踪测量的关键技术,起到目标捕获与运动位置偏差精确指向作用。基于光电位置传感器(PSD)对激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术进行了分析研究与设计,提出了光电瞄准控制方案,设计了探测光路,分析了PSD误差修正与信号处理。经过实际样机测试,静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1 m/s。     

基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种高精度的二维位移测量传感器,利用三片二维PSD的组合实现空间六自由度相对运动的位移和角度测量。测量系统主要包括三片PSD传感器(包括PSD光敏面和发光管)、低噪声的信号调理和AD采集电路,采用三片PSD正交布局方案,通过PSD光敏面的光点位置计算相对运动的位移和角度。设计了六自由度的PSD标定测试系统,用于PSD测量系统中心偏移和发光管安装误差的标定测试。测试结果表明,PSD测量系统的测量范围优于位移±10mm、角度±2.5°,标定后PSD测量系统的噪声误差为位移0.1mm、角度0.02°,测量系统的绝对位移误差小于0.5mm、角度误差小于0.14°,满足系统0.5mm和0.5°的指标要求。此外,对PSD传感器的环境适应性进行了评估。PSD测量系统具有量程宽、精度高、线性度好的优点,成功应用于天舟1号货运飞船微重力主动隔振装置的相对运动测量中。     

二维位置敏感器件背景光消除的神经网络方法

位置敏感器件 (position sensitive detectors,简称 PSD)是一种可直接对其光敏面上光斑位置进行检测的光电器件 ,常用于非接触高精度动态位移监测。 PSD器件使用中的一个关键问题是如何克服背景光的干扰 ,以提高检测的精度和可靠性。根据 PSD的原理及特征方程 ,分析了存在背景光时 PSD输出信号是非线性的。提出一种基于神经网络的 PSD背景光非线性修正方法。利用神经网络具有逼近任意非线性函数的特点 ,通过训练使神经网络建立在不同背景光下 PSD输出与其标准值之间的非线性映射关系 ,实现 PSD全程跟踪补偿。计算机仿真表明 ,该方法能有效地消除背景光的影响     

PSD抗杂光干扰措施的研究

光电位置敏感器件(PSD)是一种可直接对其光敏面上光斑位置进行检测的光电器件,基于光电位置敏感器件可以构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器.介绍了位置敏感探测器(PSD)的工作原理及其性能,分析了PSD工作时杂散光对其测量的影响,提出其相应解决方案.     

挠性机器人动态误差集成激光测量与补偿研究

提出一种基于 3个激光发生器和 3个激光位置检测器 (PSD)的挠性构件动态误差测量方法 ,该法可以测量除杆长方向外的 5个变形分量 ,且光路和测量模型简单 ;建立了 PSD上光点位置与构件各误差分量及机器人末端执行器动态误差之间的关系 ,并给出其补偿控制方法。     

光扫描的动态测试技术

探讨了光电位置传感器PSD（Position－SensitiveDetector）位置检测精度的标定及光扫描特性的动态测试方法。采用将角度信号转换成位移信号，再由PSD接收、转换，最后经数据采集系统采样、计算机数据处理而得到光扫描的角度、频率、线性、幅频特性等参数。     

PSD在弦振动测量中的应用

振动的测量在工业生产过程中有着重要的意义,如设备的监测、故障的诊断、噪声的分析与消除等都离不开振动的测量．介绍了PSD位置敏感器的组成结构、工作原理、性能指标及信号处理电路。PSD是一种光学半导体传感器,能够根据光点在其表面位置的不同而输出不同大小的电流,对光点的位置进行快速、精确定位。用激光—琴弦—PSD传感器及相应的信号处理电路组成一个振动测试系统。通过对振动曲线进行分析处理总结出PSD传感器在振动测量领域有着广阔的应用前景。     

基于自适应定位的电磁轨道炮轨道尺寸测量探头设计（英文）

针对现有小口径电磁炮轨道结构参数受尺寸限制、且为异型非对称结构,使得缺少定位基准、测量精度低以及难以测量等问题,结合位置敏感探测器(Position-sensitive detector, PSD)技术、微小位移测试技术和定位技术,开展了一种基于自适应定位的小口径电磁炮轨道结构参数测量探头设计。通过PSD配合激光光束确定了不可视情况下的定位基准,通过轨道内部的轴向滑动实现轨道间距自适应定中,从而完成间距和中心位置的同步测量,为实际直线度的测量和轨道内结构的重构提供了手段。     

基于Duolateral PSD的高精度光位置检测系统

精密机械加工业的发展对位置检测提出了更高的要求.Duolateral PSD(Position Sensitive Detector)克服了lateral PSD的测量错误率高、非线性严重等不足.系统实验的测量不确定度评定结果表明:基于Duolateral PSD的光位置测量系统具有位置分辨率高、测量精度高、性能稳定等特点,有广泛的应用前景.     

基于PSD的深孔轴线度测量机器人设计

针对目前深孔轴线度测试技术的不足,设计了一种基于PSD的自定心深孔轴线度测量机器人。通过螺旋管道机器人驱动,带动内径自定心装置沿管道轴线前进,置于定心轴端的激光头发出激光束并照射到外置的四象限PSD面板,通过电路转换和数据采集实时显示当前管道位置的轴线位置,并完成所测深孔轴线的测量。与现有测量系统相比,该机器人可以实现精密仪器中深孔、盲孔任意截面直线度参数的测量。     

位置敏感探测器(PSD)的进展

阐述了 PSD 的主要特性及其进展,文中的商业产品参数,来自于1997年日本滨松光子学公司的一维和二维 PSD 的技术数据。PSD 的研制品中介绍了非晶硅薄膜 PSD 结构和主要光学、电学特性;介绍了多条形 PSD 结构及位置分辨率等性能指标;最后还叙述了大面积二维 PSD 及 MOS 型一维 PSD 等的性能和参数。     

提高梳状一维PSD性能的研究

梳状一维位置敏感探测器是一种高精度的位置敏感探测器 PSD(Position Sensi-tive Detector)。反向击穿电压是 PSD器件的关键性能参数之一 ,目前国内的此类产品普遍存在反向击穿电压较低。为了改善 PSD的技术性能 ,详细分析了梳状一维 PSD反向击穿电压低的原因 ,并提出了几条有效的改进措施     

提高梳状一维PSD性能的研究

梳状一维位置敏感探测器是一种高精度的位置敏感探测器PSD(Position Sensitive Detector).反向击穿电压是PSD器件的关键性能参数之一,目前国内的此类产品普遍存在反向击穿电压较低.为了改善PSD的技术性能,详细分析了梳状一维PSD反向击穿电压低的原因,并提出了几条有效的改进措施.     

提高梳状一维PSD性能的研究

梳状一维位置敏感探测器是一种高精度的位置敏感探测器PSD(Position Sensitive Detector).反向击穿电压是PSD器件的关键性能参数之一,目前国内的此类产品普遍存在反向击穿电压较低.为了改善PSD的技术性能,详细分析了梳状一维PSD反向击穿电压低的原因,并提出了几条有效的改进措施.     

压电式高频摆镜的工作特性研究

针对压电陶瓷(PZT)摆镜具有较高的响应频率特点,利用类似于复合材料层合板的分析方法。建立了双面粘贴型压电驱动结构的力学模型。提出了一种能够同时直接测试摆镜转角和前后移动量的技术方案,得出了摆镜的两维位移分量和光电位置传感器(PSD)上的光点位移之间的关系式。     

非球面检测中偏心光束对焦系统设计

针对常规非球面检测技术存在的问题,特别是测量高精度工件表面具有一定的局限性,提出一种非接触式测量技术,即自动对焦测量技术.自行设计了一套偏心光束对焦系统.光路采用激光作为光源,一维位置敏感器件PSD作为光电探测器.激光、柱面平凸透镜和反射镜构成偏心光束对焦光路.电路分为PSD信号处理电路和电动机驱动电路,具有电压放大、消除地面干扰和滤波等作用.     

深孔直线度检测系统

针对深孔直线度测量的实际问题,提出了基于PSD的位置检测技术,建立了以激光二极管、PSD和自动定心装置组成的检测系统。设计了系统的自动调节检测装置结构和光学部分,并对检测系统进行了分析。从而为深孔测量提供了一种检测技术,该系统能满足测量要求,对深孔直线度检测具有一定的前景。     

基于PSD技术的孔-孔同轴度测量仪的研制

提出了一种基于PSD位敏传感器技术和DSP数字信号处理技术的位移偏置检测技术,并成功研制了一种孔-孔同轴度测量仪,详细介绍了测试原理,并结合人机界面说明了其使用方法.实验结果表明其测量精度高、位置分辨率高、测量直观性强,能够应用于工厂设备安装和检修中的孔-孔同轴度测量.     

基于PSD的轴系对中测试系统非线性校正方法研究

针对轴系对中测试系统的核心器件—位置敏感探测器(PSD)存在较大非线性误差、PSD输出坐标不能正确反映入射光点实际位置的问题,为提高对中的测试精度,设计了基于PI微位移平台的在线校定装置,提出了基于BP神经网络的非线性校正算法,进行了数据采集和非线性校正实验,并对采集数据和校正后数据分别进行了Matlab仿真分析.研究结果表明,基于BP神经网络的算法实用高效,采用该算法校正后的PSD线性度误差均低于3.9 μm,极大地减少了非线性的影响,使得B区的线性度和数据置信度得到了大幅改善,在不增加成本和设备复杂度的前提下,有效提高了整个对中系统的精度.     

基于PSD的静电悬浮液滴振荡技术在表面张力与黏度测量中的应用

位置敏感探测器PSD(position sensitive detector)具有成本低、响应速度快、探测灵敏度高的特点,文中结合一维PSD和静电悬浮技术,提出一种新的悬浮液滴振荡测量的方法,可以高精度地测量高温熔融材料的表面张力和黏度系数。稳定悬浮的样品通过半导体激光器加热到熔融状态后,在位置控制信号上叠加一段频率和幅值可调的正弦振荡信号,利用一维PSD采集稳态振荡后的衰减信号,通过频谱分析和指数函数拟合得到样品的共振频率和衰减时间。利用纯金属锆进行熔融液滴振荡测量的实验,计算得到液态金属锆的表面张力和黏度系数,验证了该测量方法的有效性。