基于两种扫描方式的PSD响应特性

光源不同扫描方式直接影响PSD对位置探测的准确性。给出直接扫描和光照稳态后扫描两种方式照射下一维PSD的解析解，以及光入射位置的计算值与实际值的误差曲线。结果表明，两种扫描方式造成光生电流的输出范围不同，光照稳态后扫描方式比直接扫描方式能更真实的反映光入射位置信息，能够获得较高的探测精度。     

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。     

二维位置敏感探测器(PSD)自动测试系统

为了实现对大尺寸二维位置敏感探测器(PSD)的性能标定,设计了基于LabVIEW的PSD自动测试系统.驱动步进电机以1mm步长对PSD光敏面进行扫描,并采集电压值计算激光光斑的位置.应用二元二次多项式法建立光斑位置测量值和实际值的计算模型,由此得出二维PSD非线性校正函数,使测量误差显著减小,较大地扩展了二维PSD的测量范围.     

新型光电位置检测技术

光电位置传感器(PSD)具有响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围大的优点。本文介绍了 PSD 的标定方法及在光扫描测试技术上的应用,其电路信号处理简单、精度高、对测量光强不敏感。若将 PSD 动态扫描角测试系统的性能更加完善,可形成一种具有实用价值的非接触光学动态测试技术。     

基于光强调制和数字拟合的PSD位置检测方法的研究

为了实现对微小位置信号的精密测量,建立了PSD位置检测系统。对该系统的光强调制方法、测量原理、位置测量算法及误差评估进行了研究。实验发现当信号光强微弱时,位置敏感器件(PSD)受背景光强影响很大。采用正弦调制光强,通过带通放大的方式,克服背景光强的影响,极大地提高了测量系统的信噪比。针对所提取的PSD光强差与和信号均为调制频率信号,且幅值与相差由光斑位置决定的特点,提出应用同步A/D与椭圆拟合法计算光斑位置的方法,并对相关计算公式进行了理论推导。实验结果表明:在测量范围达到9 mm的条件下,测量精度可达到0.01 mm.基本满足PSD位置检测方法的稳定可靠、测量精度高、抗干扰能力强等要求。     

基于PSD的静电陀螺仪角位移测量原理研究

针对静电陀螺仪 (ESG)极轴位置信号测量这一关键技术 ,研究了基于位置敏感器 (PSD)的 ESG角位移信号检测方案。对转子极轴顶部刻线的技术方案进行了理论研究 ,分析了其测量原理 ,给出了测量过程和解算方法 ,并根据其非线性隐函数在工程上实现较难的特点 ,进行了简化处理。数值计算证明 ,用 PSD器件测量 ESG极轴位置信号 ,其输出的直流分量在一定范围内是关于 ESG转子极轴位置的线性表征 ,因此用 PSD作为 ESG角度传感器的检测元件是可行的     

PSD同步检测多路光位置信号的新方法

PSD是一种利用半导体的"横向光电效应"制成的光电位敏探测器.这里介绍了PSD(position-sensitive detector)同步检测多路光位置信号的新方法.实验系统通过PAM(脉冲幅度调制)调制的方法来实现对多路光位置信号的同步检测.从理论上论证了这种新检测方法的实用性和可行性,并从硬件电路上进行了设计研制.     

一种采用光波导的触觉传感器

给出了一种能敏感三向力、并能得到受力位置的光波导触觉传感器之工作原理和基本结构.这种传感器由光波导、橡胶垫、PSD、CCD及信号处理电路组成,通过图像处理可获得三向力,采集PSD的输出电流可得到受力位置.     

基于PSD的旋转机械振动传感器

研究了基于二维光位置敏感探测器(position sensitive detector,简称PSD)的激光振动传感器,重点介绍了PSD的结构、位置和振动检测原理,给出了位置坐标函数表达式和相应的输出信号检测电路框图,分析了影响该传感器检测精度的因素,提出了相应的解决办法,提供了传感器检定数据和实测振动波形。试验结果表明,该传感器各项性能指标完全满足旋转机械轴振测量要求,为旋转机械振动提供了一种新的可靠测量方法。     

基于PSD的光电自准直仪角度测量系统研究

PSD是一种新型半导体光电位置敏感探测器件,利用PSD作为光电接收器件的自准直仪,实现对角度形变的测量.系统处理电路采用C8051F005单片机为核心器件对传感器输出信号进行处理,利用CPL-D完成多路数据的采样和传输的控制.系统实现了实时处理、动态显示,降低了PSD信号处理电路噪声干扰、简化了信号处理电路,提高了测量准确度.     

位敏探测器PSD特性及其在三角测量中的应用

对PSD位敏探测器的结构、原理、特性加以分析和概述;着重论述了PSD在光学三角测量中的具体应用;详细分析了造成系统误差的根本原因.     

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.     

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。     

位置敏感探测器（PSD）的研究进展

回顾了位置敏感传感器(PSD)的发展历史,介绍了各种光敏面结构的PSD。并结合研究成果,阐述了单晶硅、氢化非晶硅、有机材料、大面积挠性薄膜、CMOS型,一维及二维阵列PSD等采用各种组成材料和工艺制作的PSD的发展现状,并对今后的发展和研究方向进行了展望。     

Atomic force microscopy tips (cantilevers) as molecular nucleic acid sensors

A model single strand DNA (ssDNA) was covalently immobilized onto AFM tips (cantilevers) as specific ligand. These tips were interacted with the buffer solutions with or without free ssDNA molecules as the target strands to be detected. Immobilization and hybridization onto the cantilever surfaces were observed by optical and fluorescence microscopies. Interactions between the AFM tip (cantilever) and the aqueous medium (therefore with the target ssDNAs) were quantified by obtaining the "percent separation distance" ("PSD") as the main variable. The PSD values obtained for the buffer solutions were between -2.07 and +4.91%. There were slight increases in the negative values when non-complementary ssDNA molecules were introduced into the buffer. However, after hybridization with its complementary ssDNA, the PSD values were significantly increased (between -32.24 and -43.47%). There was a correlation between the concentration of the complementary target ssDNA in the medium and the PSD value. As a result of these promising results it was concluded that this approach may be further developed to create AFM-based molecular sensors for diverse applications.     

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。     

Two-dimensional PSD based automatic docking of self-reconfiguration modular exploration robot system

Based on the design of a docking mechanism, this paper thoroughly investigates the space automatic docking of self-reconfiguration modular exploration robot system （RMERS）. The method that leads robot to achieve space docking by using two-dimensional PSD is put forward innovatively for the median size robot system. At the same time, in order to enlarge the detecting extension and the precision of PSD and reduce its dependence on lighting signal, the PSD was remade by increasing the optical device over its light-sensitive surface. The emission board and LED light scheduling were designed according to docking arithmetic, and the operating principle of docking process was analyzed based on these. The simulation experiments were carried out and their results are presented.     

大直径内孔自动测量机构倾斜度测量研究

为了实现对大直径内孔自动测量机构倾斜角度的连续、自动测量,建立了倾斜度测量系统.系统主要由半导体激光器、光学系统与位置敏感探测器(PSD)等元件组成,以激光光束和光学系统光轴分别表征被测机构的参考轴线与大直径内孔的轴线,同时PSD测量经过光学系统折射后激光光点的位置,由此测量两轴线构成的夹角,确定机构倾斜程度.论文分析了系统的测量误差,并进行了相关的实验,对测角误差进行校正,结果表明:系统的测角精度为±0.02°,分辨率为0.000 3°.系统稳定可靠,能够基本满足测量机构在大直径内孔中倾斜度测量的要求.     

Application of a diffraction grating and position sensitive detectors to the measurement of error motion and angular indexing of an indexing table

In this paper, two systems for the measurement of the error motion and angular indexing of a rotary indexing table have been developed. A laser diode, a laser holder and a position sensitive detector (PSD) are integrated as a simple measuring device for the measurement of the rotary error without using a precision reference artifact (a cylinder or a sphere), multiple probes or error separation methods. The laser diode is assembled in the laser holder and fixed on the rotary table. The PSD is set up above the laser holder to detect the position of an incident laser beam from the laser diode. When the rotary table rotates, the rotary error changes the direction of the incident beam and also the position of the spot on the PSD. For the measurement of the angular indexing, a reflective diffraction grating and two PSDs are integrated as a high-resolution angle measuring device without using an autocollimator or a laser interferometer system. The diffraction grating is set at the center of the rotary table and reflects an incident laser beam into several diffractive rays. Two PSDs were set up for detecting the positions of ±1st-order diffraction rays. A simple algebraic method is used to solve the angular indexing through an optical analysis. The experimental results showed the feasibility of the proposed test devices.