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高能同步辐射光源X射线位置探测器前端采集电路的研制
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作者 梁重阳 何俊 +10 位作者 随艳锋 徐江涛 张鸿 高国栋 许亮 杜垚垚 魏书军 周代全 李宜林 岳军会 曹建社 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期127-134,共8页
X射线位置探测器(XBPM)可用于光束线同步辐射光位置的测量,其中XBPM前端采集电路主要用于模拟信号采集与处理。为满足高能同步辐射光源(HEPS)光束线前端区对精确测量同步光位置信息的需求,研制了一款XBPM电子学模拟前端板卡(AFE),设计... X射线位置探测器(XBPM)可用于光束线同步辐射光位置的测量,其中XBPM前端采集电路主要用于模拟信号采集与处理。为满足高能同步辐射光源(HEPS)光束线前端区对精确测量同步光位置信息的需求,研制了一款XBPM电子学模拟前端板卡(AFE),设计并实现了XBPM信号的电流电压转换、量程切换、增益控制和ADC采样等功能,并搭建实验室测试平台对XBPM-AFE进行了性能测试。测试结果表明,I/V转换模块电流输入范围为10 nA至1 mA,输入电流在三个数量级变化时,各量程段跨阻增益线性误差均保持在较低水准;四个通道之间测量结果的平均相对标准偏差小于0.46%;模数转换模块在慢采集和快采集两种模式下,分别可以准确地反映变化速度在0.1 s和1 ms以上的信号输入情况。 展开更多
关键词 X射线位置探测 模拟信号处理 电流电压转换 数据采集 高能同步辐射光源
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强流脉冲束流位置探测器标定技术
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作者 李勤 张肇驿 +3 位作者 蒋薇 刘云龙 王永伟 龙全红 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期103-111,共9页
电子直线感应加速器性能提升对束流探测器提出了高精度测量要求,由此不仅要求高精度的探测器设计装配技术,而且也要求探测器的准确标定。从强流脉冲束流位置探测器测量原理出发,从理论和实验两方面开展强流脉冲束流位置探测器标定技术... 电子直线感应加速器性能提升对束流探测器提出了高精度测量要求,由此不仅要求高精度的探测器设计装配技术,而且也要求探测器的准确标定。从强流脉冲束流位置探测器测量原理出发,从理论和实验两方面开展强流脉冲束流位置探测器标定技术研究。在理论上采用解析方法,分析了不同的计算处理方法和标定方法的标定效果,提出了特征平面标定,在建立的位置标定系统上,对用于多脉冲电子直线感应加速器的No.23电阻环进行了标定实验研究,实验结果验证了理论分析结果,根据理论和实验研究结果,确定了强流脉冲束流位置探测器标定方法。 展开更多
关键词 直线感应加速器 脉冲电子束 位置探测 标定技术 标定方法
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基于透镜阵列多元聚焦的连续晶体三维位置灵敏探测器设计和仿真
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作者 李婷 庄凯 +7 位作者 李道武 梁秀佐 刘彦韬 张译文 孔令钦 章志明 帅磊 魏龙 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期239-247,共9页
连续晶体闪烁体探测器可以实现γ射线作用点的三维位置定位。本文提出一种新的探测器结构,引入透镜阵列实现作用点定位。探测器采集多元聚焦图像,从而改变对连续晶体闪烁光分布探测的需求。文中建立连续晶体、透镜阵列和光子计数器阵列... 连续晶体闪烁体探测器可以实现γ射线作用点的三维位置定位。本文提出一种新的探测器结构,引入透镜阵列实现作用点定位。探测器采集多元聚焦图像,从而改变对连续晶体闪烁光分布探测的需求。文中建立连续晶体、透镜阵列和光子计数器阵列的模型进行模拟研究,建立多元聚焦的光路反演重建算法定位γ射线作用点的三维位置。通过重建结果分析评估基于透镜阵列的连续晶体探测器性能,这种结构具有较好的定位能力和位置分辨。对于尺寸为48 mm×48 mm×45 mm的硅酸钇镥(LYSO)闪烁晶体,实现了xy平面位置分辨优于1.54 mm,z方向位置分辨优于3.13 mm。基于连续晶体和透镜阵列结构的探测器还可对多作用点的情形进行重建,分析三组选定位置的重建结果,该结构对双作用点定位具有可行性。 展开更多
关键词 连续晶体探测 透镜阵列 作用点定位 位置灵敏探测
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位置探测器与加速度计结合的测振方法
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作者 钟蕊阳 孙凤鸣 +3 位作者 朱振宇 于凯 刘作源 马龙 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第5期26-31,共6页
非接触式的振动测量方法具有非侵入和易布置的优点,在实际的工业生产和科研实验中有广泛的应用,但目前的非接触测量方式对测量装置自身受环境冲击振动产生的影响考虑较少。文中提出了一种振动自补偿的低成本的测振方法,采用位置探测器... 非接触式的振动测量方法具有非侵入和易布置的优点,在实际的工业生产和科研实验中有广泛的应用,但目前的非接触测量方式对测量装置自身受环境冲击振动产生的影响考虑较少。文中提出了一种振动自补偿的低成本的测振方法,采用位置探测器测量振动信号,并利用MEMS加速度计测量测振系统自身振动用于补偿。搭建实验系统对该方法进行了验证。实验结果表明:基于位置探测器的方法能够测量待测物体与测振系统间的振动,而MEMS加速度计能够测量环境引起的测振系统自身振动。经补偿后,环境振动冲击对使用位置探测器方法得到的振动测量结果的影响显著减弱。 展开更多
关键词 振动测量 位置探测 MEMS加速度计 振动自补偿
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基于PSD的强背景下光点位置探测技术研究 被引量:5
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作者 黄战华 李兴达 +1 位作者 蔡怀宇 朱猛 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期89-94,共6页
目前基于PSD的光电探测应用大多是以激光入射,有效信号远强于背景,为了满足更大的测量需求,本文提出了一种基于PSD的强背景下探测闪光点空间位置的方法。设计了预处理电路将PSD产生的微弱电流信号转换为电压信号并经过高速AD转换为数字... 目前基于PSD的光电探测应用大多是以激光入射,有效信号远强于背景,为了满足更大的测量需求,本文提出了一种基于PSD的强背景下探测闪光点空间位置的方法。设计了预处理电路将PSD产生的微弱电流信号转换为电压信号并经过高速AD转换为数字信号,分析了背景信号对PSD测量结果的影响,提出了在软件中减去背景和暗电流以提取有效信号并对其进行精确计算的方法。用LED做闪光点在不同室外背景下进行了相关实验,结果表明:该方法可以实现200kHz的高速测量,有效去除了不同背景和暗电流的影响,强背景下测量线性误差在1.2%以内。 展开更多
关键词 位置探测 PSD 自然光 减背景
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基于局域最大值法单木位置探测的适宜模型研究 被引量:20
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作者 李响 甄贞 赵颖慧 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期27-33,共7页
以凉水自然保护区为研究区域,基于机载激光雷达数据,采用动态窗口局部最大值法对郁闭度较高的针叶林进行单木位置自动提取。采用树冠高度模型(CHM)和树冠最大模型(CMM)配合两种动态窗口,即树高-树冠大小回归方程和该方程的95%预测下限... 以凉水自然保护区为研究区域,基于机载激光雷达数据,采用动态窗口局部最大值法对郁闭度较高的针叶林进行单木位置自动提取。采用树冠高度模型(CHM)和树冠最大模型(CMM)配合两种动态窗口,即树高-树冠大小回归方程和该方程的95%预测下限来探测树冠顶点,用探测百分比、1∶1对应关系的单木个数、生产者精度和用户精度进行了精度评价。结果表明:利用CMM能够抑制树冠内部枝杈产生的错判现象;利用树高-树冠大小回归方程95%的预测下限做动态窗口,能够有效防止在局部最大值方法中产生的小树漏测现象。因此,利用CMM和95%的预测下限做动态窗口的局域最大值法有利于提高单木位置探测的精度,为密林中自动地探测单木位置提供依据。 展开更多
关键词 激光雷达 局域最大值 单木位置探测 凉水
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基于BEPCⅡ的数字束流位置探测器信号处理算法的FPGA实现 被引量:9
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作者 马宇飞 周嘉申 +11 位作者 曹建社 魏书军 叶强 岳军会 随艳峰 麻惠州 黄玺洋 卢艳华 汪林 杜垚垚 刘芳 王之琢 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1874-1878,共5页
数字束流位置探测器(BPM)算法是数字BPM系统最核心的部分,其对束流位置测量的精度起决定作用。本文在完成数字BPM算法MATLAB模拟工作的基础上,将模拟优选出的数字BPM算法在自制的电子学硬件上进行FPGA实现。首先介绍了数字BPM算法的总... 数字束流位置探测器(BPM)算法是数字BPM系统最核心的部分,其对束流位置测量的精度起决定作用。本文在完成数字BPM算法MATLAB模拟工作的基础上,将模拟优选出的数字BPM算法在自制的电子学硬件上进行FPGA实现。首先介绍了数字BPM算法的总体设计和实现方案;其次介绍了数字BPM算法各功能模块的设计原理及其在FPGA中的具体实现方法;最后在输入信号频率499.8MHz、强度-10dBm、BPM探头灵敏度系数23的条件下进行了实验室测试。实验结果显示:逐圈位置分辨达2.96μm,快响应位置分辨达0.65μm,闭轨位置分辨达0.33μm,验证了本算法在束流位置测量中具有良好性能。 展开更多
关键词 数字束流位置探测 数字信号处理 FPGA 数字滤波
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基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统 被引量:20
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作者 高玉娥 刘伟 +2 位作者 吕世猛 张永康 董文博 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2930-2939,共10页
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A... 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。 展开更多
关键词 位置敏感探测 三维位移测量 运动测量 可靠性评估
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基于二维位置敏感探测器的空间对接过程研究 被引量:5
9
作者 张力平 张政 +2 位作者 曹秉刚 马书根 李斌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1110-1114,共5页
为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器(PSD)配合红外发光器阵... 为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器(PSD)配合红外发光器阵列的方法完成机器人的空间对接.通过对位置敏感探测器工作原理的分析和对传感器特性的试验,提出了在PSD光敏面上增加光学装置的方法以扩大它的探测范围和精度,同时大大减小了它对光信号的依赖程度.把该方法应用于可重构模块化探测机器人系统中,提出了基于传感器信息的轨迹规划方法,对子机器人空间对接过程的仿真试验验证了轨迹规划和空间对接的可行性. 展开更多
关键词 可重构 模块化 位置敏感探测 空间对接
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光电位置探测器的环境光补偿方法的研究 被引量:8
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作者 姚恩涛 周克印 《数据采集与处理》 EI CSCD 1999年第1期119-121,共3页
介绍了二维连续分布式光电位置探测器(PSD)的工作原理;提出了用具有相同性能参数的PSD作为补偿器的补偿方法。以PSD为补偿器,配以合理的运算电路,基本消除了背景光和环境温度的影响,增加了它的实用性。
关键词 光电位置探测 背景光 补偿 环境光
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二维位置敏感探测器及信号处理器 被引量:14
11
作者 施隆照 黄梅珍 +1 位作者 杨小玲 郑明学 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第8期20-22,共3页
介绍一种基于单片机的数字式二维PSD信号处理器的设计、性能和测试结果。与模拟式二维PSD信号处理器相比 ,该处理器具有通用、直观、准确度高、易于实现接口和控制等特点。此外 ,该处理器还根据四边形结构PSD的非线性特征增加了非线性... 介绍一种基于单片机的数字式二维PSD信号处理器的设计、性能和测试结果。与模拟式二维PSD信号处理器相比 ,该处理器具有通用、直观、准确度高、易于实现接口和控制等特点。此外 ,该处理器还根据四边形结构PSD的非线性特征增加了非线性修正功能 ,使四边形结构PSD也具有相当高的线性度和位置测量准确度。 展开更多
关键词 位置敏感探测 PSD 信号处理 单片机 二维 模拟式
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侧扫声纳在水下坡脚线位置探测中的精度分析 被引量:2
12
作者 孙玉超 曾纪胜 +3 位作者 张震 邓少帅 王银霞 魏征 《海洋测绘》 CSCD 2018年第2期79-82,共4页
根据国家海洋局印发的《海籍调查规范》,填海工程用海范围算至填海边坡水下坡脚线。在填海工程竣工验收中,水下坡脚线主要使用侧扫声纳获取。通过对侧扫声纳探测水下坡脚线位置的误差来源进行分析,提出了一系列提高侧扫声纳水下坡脚线... 根据国家海洋局印发的《海籍调查规范》,填海工程用海范围算至填海边坡水下坡脚线。在填海工程竣工验收中,水下坡脚线主要使用侧扫声纳获取。通过对侧扫声纳探测水下坡脚线位置的误差来源进行分析,提出了一系列提高侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度的措施,并将其应用到实际工作中,对侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度进行了验证。结果表明,侧扫声纳在填海工程水下坡脚线探测中的位置精度满足《海籍调查规范》中水下坡脚线平面位置精度要求。 展开更多
关键词 侧扫声纳 填海工程 坡脚线 位置探测 精度分析
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多编码棒磁敏式控制棒位置探测器 被引量:7
13
作者 蒋跃元 孙忠智 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期284-287,295,共5页
提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置探测器—多编码棒磁敏式控制棒位置探测器。对于实现N个测点的棒位探测器而言,它由一个开关组件与和一根芯棒组成。开关组件内设置了k个磁性开关并在同一平面上环向均布。非导磁... 提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置探测器—多编码棒磁敏式控制棒位置探测器。对于实现N个测点的棒位探测器而言,它由一个开关组件与和一根芯棒组成。开关组件内设置了k个磁性开关并在同一平面上环向均布。非导磁芯棒四周镶嵌了k排永磁铁并按一定的规律布置。在芯棒随控制棒加长杆在开关组件中心孔内上下运动时,永磁铁经过磁性开关将使之闭合;反之,开关断开。通过拾取与磁性开关相串联的电阻上的输出信号并进行相应的处理即可判断控制棒的堆内位置。 展开更多
关键词 供热堆 控制棒位置探测 磁性开关
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不同光源模式下位置敏感探测器响应特性分析 被引量:8
14
作者 尚鸿雁 张广军 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期93-96,共4页
不同光源模式下 PSD 探测到的位置信息不同。从 Lucovsky 方程入手,提出四种光源模式下一维 PSD 的解析解,并分析 PSD 的输出响应特性。结果表明,稳态光生电势在光照射范围外呈直线分布,PSD 探测到的是光斑的能量重心位置,与光斑面积大... 不同光源模式下 PSD 探测到的位置信息不同。从 Lucovsky 方程入手,提出四种光源模式下一维 PSD 的解析解,并分析 PSD 的输出响应特性。结果表明,稳态光生电势在光照射范围外呈直线分布,PSD 探测到的是光斑的能量重心位置,与光斑面积大小和能量分布无关。在脉冲光照射下,脉冲光生电流与光脉冲周期相等,若获取时间延迟 4.2 倍的时间响应常数,可以得到稳态输出值。 展开更多
关键词 位置敏感探测 响应特性 光源 Lucovsky方程
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基于相敏检波和位置探测器的位移检测系统 被引量:9
15
作者 黄沛 陈博 李岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期235-239,共5页
为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1k Hz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技... 为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1k Hz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技术,解调探测器的输出交流信号,得出光斑能量中心位置,消除外界干扰。结果表明,测量精度优于1μm。这一结果对于多自由度误差检测是有帮助的。 展开更多
关键词 激光技术 位置检测 相敏检波 2维位置敏感探测
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光电位置灵敏探测器及其应用 被引量:5
16
作者 方秋华 田新启 孙定 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1995年第5期52-57,共6页
介绍了一种建立在横向光电效应基础上的新型位置灵敏探测器,它不存在死区,可给出入射光点在整个先敏而上移动时的连续性位置数据,文中介绍了其结构、工作原理和特性,给出了位置坐标函数表达式和相应的检测电路框图,并讨论了PSD... 介绍了一种建立在横向光电效应基础上的新型位置灵敏探测器,它不存在死区,可给出入射光点在整个先敏而上移动时的连续性位置数据,文中介绍了其结构、工作原理和特性,给出了位置坐标函数表达式和相应的检测电路框图,并讨论了PSD的几个应用实例。 展开更多
关键词 光电检测 位置传感器 光电效应 位置探测
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一维位置灵敏电阻阳极低能重离子探测器 被引量:8
17
作者 马新文 刘惠萍 +4 位作者 王友德 杨治虎 赵孟春 蔡晓红 刘兆远 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 1996年第6期439-442,共4页
本文讨论了微通道板电阻阳极低能重离子探测器的原理,给出了已研制成功的位敏电阻阳极离子探测器的结构和信号分析电子学线路。用 ̄(238)Puα放射源测量了位敏探测器在有效面积范围内的位置信号、位置线性和位置分辨。位置分辨... 本文讨论了微通道板电阻阳极低能重离子探测器的原理,给出了已研制成功的位敏电阻阳极离子探测器的结构和信号分析电子学线路。用 ̄(238)Puα放射源测量了位敏探测器在有效面积范围内的位置信号、位置线性和位置分辨。位置分辨好于0.3mm,已满足了离子原子碰撞的实验要求。 展开更多
关键词 位置灵敏探测 位置分辨 重离子探测
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位置敏感探测器受杂光干扰特性的研究 被引量:3
18
作者 范志刚 张凤生 +1 位作者 左保军 何瑾 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期442-444,共3页
介绍了位置敏感探测器 (PSD)的结构、工作原理及在稳定背景杂散光干扰下的位置输出方程 ,同时介绍了消除稳定背景杂散光的方法、措施和实验结果。结果表明 ,线位移测量分辨力可达到 2
关键词 位置敏感探测 抗干扰 杂光 半导体
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用于粒子加速器位置监测的静力水准系统与线位置探测器的比对研究 被引量:7
19
作者 张强 何晓业 +1 位作者 唐郑 王巍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1532-1536,共5页
本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明:温度是影响HLS... 本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明:温度是影响HLS测量精度的主要因素,通过温度补偿,可得到较为精确的结果;湿度变化改变张紧线的下垂量,从而影响WPS的测量精度。在环境稳定的情况下,WPS与HLS对同一点的测量结果差值的均方根误差最大为0.003 37mm,在误差允许范围内,因此两者可组合使用。 展开更多
关键词 粒子加速器 静力水准系统 线位置探测 位置监测 控制变量法
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基于束流位置探测器的束团长度测量 被引量:1
20
作者 王建新 黎明 +2 位作者 王汉斌 李鹏 吴岱 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期461-464,共4页
分析了驱动电子束团的频域特性,研究了基于该特性进行长度测量的理论基础;使用三维模拟软件对束流位置探测器(BPM)进行建模,用模拟的方法对传输阻抗进行了数值计算;对不同长度的束团进行了测量和计算,并且分析了束团位置在真空管道中偏... 分析了驱动电子束团的频域特性,研究了基于该特性进行长度测量的理论基础;使用三维模拟软件对束流位置探测器(BPM)进行建模,用模拟的方法对传输阻抗进行了数值计算;对不同长度的束团进行了测量和计算,并且分析了束团位置在真空管道中偏移对束团长度测量的影响。由测量结果可见,电子束团长度在10~100ps(3~30mm)时,测量误差均小于2%,满足中国工程物理研究院高平均功率自由电子激光太赫兹实验测量的使用要求。 展开更多
关键词 束团长度 束流位置探测 频谱 传输阻抗
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