激光测距仪远程控制系统设计

介绍利用单片机控制激光测距仪并提取其数据,采用RS485协议作为远程传输标准与嵌入到上位机的测控软件双向通讯,实现激光测距仪分布式远程控制的系统.分布式测距系统集成多个测距仪,实现对各个测距仪在软件中的管理,发挥激光测距仪的非接触高精度安全测量、基于RS485分布式系统的远程可靠多点测量的优点和软件集成的高效率和测量自动化.     

一种应用于无刷直流电机数字控制的系统设计

介绍了一种基于DSP+FPGA的无刷直流电机控制系统。阐述了通过FPGA对PWM波进行组合和逻辑变换的设计方法。详细介绍了采用单神经元自适应PSD控制器对电流环进行调节的方法。试验结果表明,系统的硬件和软件设计合理,具有良好的调速性能。     

位置传感器PSD的应用电路设计

通过分析PSD的测量原理,设计了前置放大电路,根据PSD器件本身和前置放大电路中存在的问题,对电路设计进行了改进。实验证明,改进后的电路有较高的测量精度和准确度。     

三角法激光位移传感器的参数优化设计与分析

根据激光三角位移传感器的工作原理,分析了入射激光与光轴夹角θ,CCD与光轴夹角φ,物方截距d0,焦距f等光学参数之间的约束关系,进而由粒子群优化算法(PSO)研究约束下的激光位移传感器光学部分的测量精度问题,得出光学参数对光学部分分辨率的影响规律.结果表明:在光学透镜和工作范围确定后,θ和φ越小,测量精度越高.其中,θ和φ合适的取值范围分别为30 ～60和30 ～50,d0则由PSO计算得到.依据该优化方法以及分析,对测量范围为±3.5 mm的实验系统进行参数优化,结果提高了实验系统光学部分的分辨率,同时改善了测量的线性度.     

基于霍尔传感器的转速系统设计

为了在灰尘大、油污重的工业环境中快速准确测量旋转设备转速,以单片机AT89C52为数据处理核心,采用UGN3144霍尔传感器为数据采集模块,利用霍尔效应及单片机技术,采用M/T测速法设计了一种转速测量系统.UGN3144首先把转速转换为电压信号,经整形电路送入AT89C52单片机,单片机采用定时器定时中断的方法实现计数,对测量数据进行计算得到转速数据,送液晶显示器显示测量结果.测试结果表明：系统的测量精度较高,能够满足实际的测试需要,有一定的实用价值.     

一种基于TDC的激光测距传感器实现

主要介绍了一种基于TDC-GP2和DSP的高精度时间测量距离传感器的设计和实现.使用TDC芯片完成高精度时间测量,利用DSP配合TDC进行通信和后期数据处理.实践表明,该方案可以满足机器人视觉对距离测量精度的要求.     

新型双通道同步电动机励磁调节系统设计

介绍一种基于87C196KD微控制器结合PSD的双通道同步电动机微机励磁装置。首先描述该装置的硬件组成,详细介绍投励和灭磁单元的设计、采用可编程系统器件中心控制单元的设计及该装置的软件组成,用软件来控制顺向投励,实现起动过热保护,失步再整步功能以及高精度的PID运算等功能。该装置采用恒电流和恒功率因数两种运行方式,可以任意切换。由87C196KD单片机结合PSD实现的同步电动机微机励磁装置具有硬件简单,抗干扰能力强,控制精度高等特点。     

一种双臂激光测距系统设计和误差分析

长度是7个基本物理量之一,在人们工作和生活中有着广泛的应用场景。本文提出了一种由两个激光测距传感器构成的双臂激光测距系统,可以通过非接触方式测量仪器与空间中任意一点以及空间中任意两点之间的距离,还具备测量阴角、阳角和二维垂直度的功能。本系统测量误差从理论上被分析,并通过MATLAB软件进行了仿真。实际的实验测试表明,测量距离在1 m以内时绝对误差能控制在1 mm以内,测量距离在50 m以内时相对误差能控制在1‰的数量级。同时,重复性测量实验和测量不确定度评定验证了本系统的误差指标,也为本系统的改进指明了方向。本仪器还具有功耗低、成本低和便于便携化等优势,因此有着广阔的应用前景。     

基于激光测距技术的桥式起重机定位系统设计

为了解决罩式退火炉生产工艺中桥式起重机定位系统所存在的定位精度差、定位效率低、运行不平稳的问题,在保留原桥式起重机结构和控制方式的基础上,设计了采用激光测距器和条码定位仪作为测距测速传感器,结合工控机与可编程控制器实现精确的绝对认址及闭环控制的新型的桥式起重机定位系统.实际运行表明,本定位系统使桥式起重机达到平稳加、减...     

基于磁通门传感器的铁磁探测系统设计

在核磁共振检查前需要进行无磁化确认,针对核磁共振检查所处的环境背景磁场复杂、干扰较多,系统出现误报警高、探测失效等问题,设计了基于磁通门传感器的铁磁探测系统。系统使用二次谐波法测量磁场信号,设计模拟电路进行信号相敏检测。通过积分反馈提高闭环系统的线性度和抗干扰性,探头工作在稳定的状态。采用卡尔曼滤波对背景磁场和磁异信号进行处理,提高信号信噪比,同时设计能量检测器对磁异信号进行检测。试验测试结果表明,系统在核磁共振室外复杂磁场环境可以减少设备工作时的误报警,有效探测出铁磁性物质。     

激光平面测量系统的研究

介绍了一种可用于精密平面测量的新方法,以柱面透镜产生的激光平面作为基准平面,凭借激光平面的稳定性进行系统的精密测量。先利用激光平面产生系统将点光源变成线光源,即把线状光束变成光平面,位置敏感元件PSD安装在被测平面的测量靶上。测量靶一边移动,PSD一边拾取激光平面信号,经放大滤波、A/D转换、单片机（MCU）数据处理后,将结果输送到显示屏（LED）。     

单光子激光通信测距一体化系统设计

超导单光子探测技术能够实现光子量级极微弱光接收,是深空探测的关键技术之一,然而光子概率分布产生的脉冲 抖动效应造成通信、测距性能恶化。对此,设计了基于脉冲位置调制(pulse position modulation,PPM)调制的单光子激光通 信测距一体化系统。根据光子分布特性,提出了脉冲宽度压缩的PPM 新波形,降低了脉冲抖动效应对通信可靠性、测距精度 的影响。同时,研制了星载端与地面端原理样机,搭建了双向通信与同步转发测距试验验证平台。试验验证结果表明,同等 接收功率(-53.2 dBm) 条件下,采用1/4脉宽压缩比时,通信接收误码率从4.7×10-4降至5×10-10,测距精度从23.61 cm 提高至0.91 cm, 实现了高可靠通信传输与高精度距离测量。     

双轨安装现场激光准直测量系统的设计

激光准直测量系统由半导体激光器、光学分光及转向系统、光电接收系统及液晶显示模块组成.激光光束经转向系统后出射两条相互平行的基准光束,作为导轨的安装检测基准.该系统利用二维PSD作为光电接收器件,采用液晶显示模块显示导轨偏差,可快速、直接、准确地测量导轨安装的偏移量,从而提高导轨安装的精度和速度.实验结果显示测量系统在X,Y方向上的标准偏差分别为:0.002 mm,0.005 mm.     

Development of a laser wavefront sensor for measurement of discharges in air

A laser wavefront sensor of the Shack‐Hartmann type capable of simultaneous measurement at two wavelengths was constructed. The sensor uses a single optical path, and is suited for applications such as high‐voltage discharges in air, in which large insulation distances are necessary. The sensor was used to detect optical path differences due to an impulse discharge in air across a needle–plane electrode gap of gap length 17 mm. Optical path differences were measured at laser wavelengths of 532 and 1064 nm at 1.6 µs after insulation breakdown across the gap. From the difference in optical path differences at the two wavelengths, a line‐integrated electron density distribution in the direction perpendicular to the gap was obtained near the high‐voltage electrode. The distribution had a peak value of 1.4 × 10²⁰m^?2 and a full width at half maximum of 4.4 mm. Because of the coverage of a large observation area including the entire gap, the spatial resolution was 1.4 mm, which was inadequate to obtain the precise form of the electron density distribution. However, the results show the possibility of applying laser wavefront sensing to electron density measurement. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 146(4): 10–17, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10247     

基于FPGA的激光雪深测量系统的设计

介绍了以Altera公司RISC结构的NiosII软核处理器作为系统的处理器,以FPGA芯片作为硬件平台,实现了激光雪深测量系统的设计,分别设计完成直接数字频率合成器DDS激光调制信号源、信号处理、人机交互界面等功能模块。DDS采用数字合成技术,其在精度、灵活度以及可靠性方面都大大超过了模拟信号发生器,用FPGA芯片作为DDS的载体,具有性价比高、设计灵活等优点。信号处理模块采用基于FPGA的高频脉冲填充数字鉴相技术,该技术取代了传统的鉴相方式,既简化了硬件电路又提高了鉴相精度。     

基于2D-PSD的激光位移测量系统设计

2D-PSD是一种对光点位置信息进行检测的器件,而激光是一较其他光波在测量方面应用更广泛、更有优势的光源。为了设计一款性价比高、实用性强的便携式测量系统,采用软硬件相结合的方式,综合考虑了相关器件的各种因素,设计了一款基于2D-PSD的便携式精密测量系统。对该系统进行了测试,并对测试结果进行了误差分析,得出该系统具有较高的精度且能够快速、准确地进行位置测量。而且它的开发成本也很低,因此该系统值得推广,具有一定的开发价值。     

雪崩光电二极管在相位式激光测距仪中的应用

雪崩光电二极管作为光敏接收器件,特别适合用于微弱信号的接收检测,它在相位式激光测距系统中用来接收经过漫反射后微弱的激光信号.针对雪崩二极管反向偏压电路中高纹波的问题,本文设计和分析了一种高效的低纹波偏压电路,实验结果表明,该方法有效抑制了纹波电压.针对雪崩二极管温度漂移的问题,本文设计和分析一种新型的温度补偿电路,使雪崩二极管达到了最佳雪崩增益.针对雪崩二极管噪声问题,分析了主要噪声源,设计了一个低噪声的前置放大电路,实验结果表明,该电路有效地提高了信噪比.综合实验结果表明,这些电路设计对于提高相位式激光测距仪的测量精度是有效的.