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。     

一维光学位置传感器融合的非接触多自由度位姿测量系统

为实现机器人末端位姿多自由度实时测量反馈,融合一维光学位置传感器（Position Sensitive Detector,PSD）建立了平面3自由度非接触测量系统,对其测量原理,信号处理电路,环境光干扰去除和非线性标定算法等进行研究。根据PSD传感器测量特性和平面3自由度测量要求设计了4-PSD测量系统,并建立测量系统数学模型。研究了PSD传感器的信号处理电路,通过运放和除法器实现了单个PSD的信号处理,结合单片机与A/DC采样电路,实现了上位机的高频率信号采集。对4-PSD测量系统进行预实验,为消除环境光干扰,通过激光调制和数字滤波等方法进行验证。最后,通过激光位移传感器标定4-PSD测量系统,介绍了4-PSD的标定步骤（原点、转角、长度和二阶非线性标定）,测定了系统标定后的误差分布。该测量系统具有较高的测量频率（50 Hz）。标定实验结果表明：标定后的4-PSD测量系统在70mm×70 mm内,测量精度平均为0.49 mm,比标定前降低了90%的误差,能满足大部分高速、高精度机器人末端的非接触式实时测量反馈需求。     

多路信号采集及显示实验仪器设计

研究了基于MAX114多路信号采集及显示实验仪器系统的实现方案、组成结构及软件设计。应用单片机控制AD转换器件及液晶显示模块实现了对多种传感器的数据采集及信号测量,可简单实现对多种传感器信号的采集与处理;为传感器信号测量提供了一个平台。该实验仪器可以对4路模拟信号进行采样,采样精度为8位,转换速率可达1MSPS;同时该实验仪器具有对4路传感器模拟信号进行加工处理并具有液晶实时显示的功能。     

基于TMS320F2812的二维PSD信号处理系统的设计

基于数字信号处理器(DSP) TMS320F2812,设计了二维PSD信号采集与处理系统.该系统采用了TMS320F2812作为主控芯片,实现了对PSD输出信号进行I/V转换放大,A/D转换与软件校正和DSP内的数据采集和计算,消除了模拟运算器件带来的干扰信号.通过实验数据验证,该系统在X、Y轴方向上±1 mm范围内的测量精度达到了0.01 mm.     

滚齿切削扭矩测试系统的设计

介绍滚齿切削过程的一种扭矩测试系统,该系统结合电压频率转换技术和光电耦合,实现了信号的无接触传输,并开发利用８０９８ 单片机数据采集技术,为在旋转轴上测量切削力提供了一个切实可行又可靠的方法。     

基于FPGA的PSD多路光电数据采集系统设计

以EP2C8Q208C8为主控芯片,利用AD73360进行多路、同步模数转换,对两维PSD传感器信号进行数据采集,实现高精度的多路光电数据采集系统设计。通过硬件编程,系统能够实现4路、64 kHz、12位有效数据位、16位分辨率的光电信号获取,经FPGA运算后实时输出入射光位置,完成光电位置探测功能。试验数据表明:系统位置探测分辨率优于10μm,系统响应时间小于5 ms,适用于快速、同步光电信号获取设计中,为有类似需求的PSD后续处理电路应用提供了一种可供借鉴的技术参考。     

基于PSD的一维位移测量系统

介绍了PSD（Position Sensitive Detector）传感器的结构及工作原理,设计了一种基于PSD的非接触精密位移测量系统。系统包括PSD传感器、控制系统和上位机3部分。对控制系统的硬件电路进行了详细介绍,控制系统以STC89C52RC单片机和具有24位转换精度的AD7714为核心。单片机通过AD7714采集PSD传感器的输出信号,再对采集到的位移信号分析处理后将数据打包通过RS-485接口传给上位机,位移值在上位机界面上显示出来,实现了对系统的远程控制和实时测量。系统的量程为-10－＋10mm,测量分辨率达到了1μm,测量精度较高。     

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.     

机器人工具坐标系自动校准方法

摘 要：为了实现工业现场中快速高效的对机器人工具坐标系进行标定,同时提升坐标标定的精度,提出了一种机器人工具坐标系快速标定方法,搭建了标定传感器系统和实验平台。对标定系统的标定测量速度和标定精度进行了测量和研究。该标定方法使机器人按照预定圆周和直线的轨迹进行运动,运动时统计该系统在光电标定传感器中出现的时刻,得到工具坐标系偏斜的位置。本文分析了由于光电标定传感器可能由于装配的原因坐标系不能形成直角坐标系而造成的误差,同时根据坐标系转换的关系,从而排除此项误差。实验结果表明：机器人工具坐标系的标定精度为±0.5mm,标定及恢复时间为15s。该结果满足汽车生产线的精度和效率的要求,能够快速有效的对机器人工具坐标系进行标定。     

基于PIN光电二极管的光功率计

设计了一种基于PIN光电二极管的功率检测计的硬件设计方法和程序流程,给出了其校准方法及数据修正方法。该光功率计采用PIN光电二极管实现信号的光电转换,通过对数比放大器进行前置的I/V变换及放大;采用16位A/D转换芯片AD7705保证了测量分辨率。单片机89C51作为主控制单元实现信号的检测与数据处理,并通过数据修正进一步提高了测量精度。实际测试数据和使用情况表明:该光功率检测计具有成本低、维护简单等优点,可获得-70～+10 dBm(0.1～10 mW)的动态范围、0.1 dBm的测量精度以及分辨率为0.01 dBm。     

基于STC89C52单片机的斗牛玩具机器人研制

首先介绍了斗牛玩具机器人的系统功能构思,然后设计了以STC89C52单片机为控制器的斗牛玩具机器人,通过光电三极管等传感器,将输入信号转换为数字信号传输给单片机进行处理和控制,实验结果表明,可以实现模拟斗牛场上牛的反应。     

基于MPSO-BP神经网络的PSD误差补偿

针对光电位置传感器(PSD)测试系统的输出非严格线性的标定问题,提出了改进的粒子群优化BP神经网络的非线性补偿方法。采用自适应调整学习因子构造MPSO-BP神经网络分类器,建立一个2×35×2的BP神经网络。利用标定数据训练网络,将训练好的网络应用到输出信号。实验结果表明,相比于BP神经网络0.297%的相对误差,PSO-BP神经网络的相对误差减小到0.052%,准确度提高5倍以上,提高了PSD传感器的可靠性和测量精度。     

基于STC89C52单片机的斗牛玩具机器人研制

首先介绍了斗牛玩具机器人的系统功能构思,然后设计了以STC89C52单片机为控制器的斗牛玩具机器人,通过光电三极管等传感器,将输入信号转换为数字信号传输给单片机进行处理和控制,实验结果表明,可以实现模拟斗牛场上牛的反应.     

光电编码器误差检测转台的动态精度标定

由于光电编码器动态检测转台的分辨率、精度和转速都比较高,传统检测手段很难精确标定该类转台的动态精度,故本文开展了转台动态精度标定方法的研究。首先,分析动态转台工作原理,指出了影响转台动态精度的主要因素。然后,研究了动态误差的主要特性,提出了一种基于动态重复性的转台动态精度标定方法。最后,设计了FPGA+USB的数据采集电路,实现了对转台动态精度的标定。对自行研制的转台进行了动态精度标定。标定结果显示:提出的动态精度标定方法能够实现对转台的标定,验证了该转台能够实现对被检编码器的动态检测,解决了研制动态转台时缺少动态检测精度标定方法的难题。     

V／F转换技术在跟踪控制中的应用

介绍一种单片机控制的光电跟踪控制系统，阐述了该系统的硬件设计及提高信号转换精度铁方法，实验表明该系统具有很好的控制精度和很强的抗干扰能力。     

V/F 转换技术在跟踪控制中的应用

介绍一种用单片机控制的光电跟踪控制系统，阐述了该系统的硬件设计及提高信号转换精度的方法。实验表明该系统具有很好的控制精度和很强的抗干扰能力。     

16位模/数转换器ADS8344N的应用

为了将模拟电压信号转换为高精度的数字信号,采用16位8通道串口输出的ADS8344N芯片,设计了一种采样电路,并接到单片机的SPI接口上。通过对单片机编程测试该电路,结果显示转换精度非常高,可广泛用于数据采集、测试和测量以及工业过程控制领域。     

基于PSD的显微镜硬件自动聚焦系统研究

针对快速、大批量自动图像采集的问题,对一种硬件聚焦方法进行了研究。结合光学原理,通过光电位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)进行了位置检测,将测量位置量转换为电量。对PSD的转换电路进行了设计,根据聚焦提出的精度,对所用电子元器件进行了选型,达到了控制要求。然后由MCU对实验数据进行了线性化处理,从而得到了位移变化量和PSD转换电路的输出数据之间较好的对应关系,最终获得了精准的焦点位置。研究结果表明,该硬件自动聚焦系统在聚焦精度和聚焦速度方面都有明显的优势。     

光电式甲醛监测系统中信号调理电路的设计

根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点，设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路，该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号-直流信号转换电路3部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号-直流信号转换电路等效净输入信号小于0．3μV，降低了甲醛测试系统检测限，提高料测试精度。以此信号调理电路构成的系统，实验标定的甲醛浓度的检出限低于2μg／L．     

微位移检测系统中精密光电转换电路设计

基于像散原理的光学检测系统,是通过对光路系统聚焦信号的离焦量FES的检测实现微位移的测量.四象限光电探测器作为检测系统的光电转换传感器,需要设计光电探测器电路,实现对FES信号的检测,并由微单片机系统采集处理,通过串口通信传给PC机进行数据存储和被测对象二维图像分析和重建.通过将所设计的电路集成在光学测头装置上进行实验测量,光电转换信号稳定,相对误差小于5%.