PSD在激光位移检测系统中的应用研究 被引量：25

1

作者 段洁 孙向阳 +2 位作者 蔡敬海 周娜 肖作江 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期549-552,共4页

PSD(Position Sensitive Detector)是一种新型位置敏感探测器件,具有响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围大等优点。首先介绍了PSD器件的工作机理,阐述了基于光三角原理的激光位移检测系统的工作原理,给出PSD应用于激光位移检测系... PSD(Position Sensitive Detector)是一种新型位置敏感探测器件,具有响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围大等优点。首先介绍了PSD器件的工作机理,阐述了基于光三角原理的激光位移检测系统的工作原理,给出PSD应用于激光位移检测系统的总体结构框图,并且针对PSD的电流信号与被测位移量之间的非线性关系,提出了有效的非线性修正电路。最后通过对影响系统测量精度的因素进行详细分析,从中看出PSD可应用于高精度的激光位移检测系统中,并且具有高速度、高精度、非接触和在线检测等优点。 展开更多

关键词 光学三角原理 PSD 非接触测量

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精密PSD微位移在线测量系统 被引量：13

2

作者 宋殿友 刘铁根 +1 位作者 丁小昆 李志宏 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期168-173,共6页

为了满足工业现场微位移测量的精密性实时性和可靠性要求,设计并制作了位置敏感器件(PSD)激光微位移测量系统.系统将调制带通滤波峰值检测等信号处理技术运用于激光三角法中,并利用PSD信号单通道处理方式,提高了系统的抗干扰能力.同时,... 为了满足工业现场微位移测量的精密性实时性和可靠性要求,设计并制作了位置敏感器件(PSD)激光微位移测量系统.系统将调制带通滤波峰值检测等信号处理技术运用于激光三角法中,并利用PSD信号单通道处理方式,提高了系统的抗干扰能力.同时,系统采用自适应控制方法改变激光的调制频率,从而调整电信号的增益系数以适应各种测量对象.实验表明,在没有滤光片的情况下,系统有效地消除了背景光和暗电流的影响,测量频率最高可达2,kHz,分辨率达到0.035%,稳定性误差小于0.090%,线性度好于1.2%,大大降低了温漂的影响. 展开更多

关键词 位置敏感器件 激光三角法 微位移测量 自适应调制 单通道

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基于PSD的导轨直线度测量 被引量：8

3

作者 刘兆栋 韩志刚 +1 位作者 于丽娜 陈磊 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期65-69,共5页

设计了2种检测系统测量直线导轨的直线度.检测系统1利用随导轨运动的平面镜二维转角表征导轨的俯仰角和偏摆角的误差,这些角度误差通过光学系统在PSD上以位移的形式被记录下来,分析计算位移与角度的关系可得俯仰角和偏摆角.检测系统2利... 设计了2种检测系统测量直线导轨的直线度.检测系统1利用随导轨运动的平面镜二维转角表征导轨的俯仰角和偏摆角的误差,这些角度误差通过光学系统在PSD上以位移的形式被记录下来,分析计算位移与角度的关系可得俯仰角和偏摆角.检测系统2利用随导轨运动的棱镜系统将俯仰角和滚转角的误差以位移的形式记录在PSD上,通过去除检测系统1测得的俯仰角的影响可求得滚转角.实验测量了500mm长导轨俯仰角、偏摆角和滚转角的最大偏差分别为3.22,′1.16′和5.88.′分析了实验系统误差对于测试结果的影响,结果表明,测试精度可达0.2.″ 展开更多

关键词 光学测量 导轨 直线度 PSD

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基于PSD的激光跟踪坐标测量系统 被引量：15

4

作者 张亚娟 裘祖荣 +1 位作者 李杏华 陈新华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第7期116-119,共4页

建立了基于位置敏感探测器(PSD)的激光跟踪坐标测量系统,分析了单路球坐标激光跟踪测量系统的结构与跟踪系统对PSD信号处理电路的要求,搭建了快速、准确的PSD信号处理电路;找出了PSD上的位置反馈信息与被跟踪目标位移的对应关系。针对... 建立了基于位置敏感探测器(PSD)的激光跟踪坐标测量系统,分析了单路球坐标激光跟踪测量系统的结构与跟踪系统对PSD信号处理电路的要求,搭建了快速、准确的PSD信号处理电路;找出了PSD上的位置反馈信息与被跟踪目标位移的对应关系。针对光路调节方法和光路误差对测量误差的影响,分析了光路对跟踪控制的影响。实验证明:所建立的跟踪控制系统可实现对目标的快速、准确跟踪。对建立单路激光跟踪坐标测量系统并实现快速跟踪功能具有很大的参考价值。 展开更多

关键词 激光跟踪 控制模型 位置敏感探测器 信号处理 光路调节

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遗传算法和神经网络结合的PSD非线性校正 被引量：44

5

作者 刘春 马颖 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第8期1157-1163,共7页

针对光电位置传感器(PSD)检测系统在大坝变形观测中所呈现的非线性问题,建立改进的遗传算法和LM-BP神经网络结合的模型,对PSD的非线性进行补偿?该方法先用遗传算法对LM-BP网络的权阈值进行优化后再用LM-BP网络逼近任意非线性函数的特点... 针对光电位置传感器(PSD)检测系统在大坝变形观测中所呈现的非线性问题,建立改进的遗传算法和LM-BP神经网络结合的模型,对PSD的非线性进行补偿?该方法先用遗传算法对LM-BP网络的权阈值进行优化后再用LM-BP网络逼近任意非线性函数的特点对实际位置数据与理想值进行拟合后并进行测试,经过多次任意产生的种群优化后选择较为优秀个体作为神经网络的和阈值,并对任意位置进行校正,仿真结果表明,该方法克服了LM-BP网络对初始权阈值的依赖和泛化能力弱的特点,多次实验平均误差都小于1%,其泛化能力优于标准的遗传算法和神经网络结合的模型。 展开更多

关键词 光电位置传感器 非线性 遗传算法 神经网络

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激光位敏探测器在三角测量中的应用研究 被引量：3

6

作者 穆向阳 李琳 汤楠 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第5期43-46,共4页

介绍了新型激光位敏探测器(PositionSensitiveDetector,PSD)的结构、特点及其工作原理;结合一维激光PSD在三角测量中的应用,给出了测量系统的主要组成;讨论了激光PSD在实际应用中的一些关键技术问题.最后给出了一个在线连续检测应用实例... 介绍了新型激光位敏探测器(PositionSensitiveDetector,PSD)的结构、特点及其工作原理;结合一维激光PSD在三角测量中的应用,给出了测量系统的主要组成;讨论了激光PSD在实际应用中的一些关键技术问题.最后给出了一个在线连续检测应用实例.应用结果表明,即使被测目标在运动状态下,这种检测系统仍然能获得非常满意的测量效果. 展开更多

关键词 三角测量 光位 探测器 运动状态 应用实例 PSD 测量系统 在线 激光 检测系统

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基于PSD的单透镜激光三角测头设计 被引量：7

7

作者 张欣婷 亢磊 +1 位作者 安志勇 王润之 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期71-78,共8页

在传统直射式激光三角测距方法的基础上,设计了一种基于位置敏感探测器的单透镜激光三角测头.引入一枚分束镜,将聚焦透镜和成像透镜合并为一枚.在空间布局上,令分束镜、探测器、聚光透镜三者共轴,使系统的结构更加紧凑,并推导了满足该... 在传统直射式激光三角测距方法的基础上,设计了一种基于位置敏感探测器的单透镜激光三角测头.引入一枚分束镜,将聚焦透镜和成像透镜合并为一枚.在空间布局上,令分束镜、探测器、聚光透镜三者共轴,使系统的结构更加紧凑,并推导了满足该结构的Scheimpflug条件.利用Zemax光学设计软件仿真光学系统,系统焦距20mm,入瞳直径4mm,总长20.5mm,可实现测量系统的小型化.同时,对位置敏感探测器进行非线性校正以及相关信号处理,保证在较高测量精度的前提下获得更大的工作范围,并提高系统对测量环境适应性,可广泛应用于工业实时在线检测等领域. 展开更多

关键词 光学设计 激光三角法 Scheimpflug条件 单透镜 小型化 位置敏感探测器

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光电位置敏感器件的非线性分析及应用 被引量：6

8

作者 李田泽 王生德 +1 位作者 卢恒炜 王雅静 《应用光学》 CAS CSCD 2006年第5期400-404,共5页

阐述光电位置敏感器件(PSD)的结构、特性和工作原理,并根据PSD的原理和特性分析其产生非线性的几种主要因素。导出PSD的输出信号与光强无关的位置方程。设计出一种低温漂高精度的PSD非线性硬件调制电路。分析了插值算法、神经网络优化... 阐述光电位置敏感器件(PSD)的结构、特性和工作原理,并根据PSD的原理和特性分析其产生非线性的几种主要因素。导出PSD的输出信号与光强无关的位置方程。设计出一种低温漂高精度的PSD非线性硬件调制电路。分析了插值算法、神经网络优化法以及解析法等对PSD的非线性进行修正的有效性,并对给出的部分实验数据进行了分析。最后对PSD在光学三角法测量、自动检测以及高精度测量中的应用作了进一步的讨论与展望。 展开更多

关键词 横向光电效应 光电位置敏感器件 非线性修正 三角测量

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一种新型液体浓度检测系统研究 被引量：5

9

作者 李田泽 胡志新 顾晓晨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期937-940,共4页

以光电位置敏感器件作为接收器件,提出了一种利用双折射光透方法的液体浓度检测系统.该系统主要由半导体激光器、光学系统、位置敏感器件信号调理电路、单片机系统、A/D转换电路和显示电路组成.该检测方法的准确性进行了理论分析和实验... 以光电位置敏感器件作为接收器件,提出了一种利用双折射光透方法的液体浓度检测系统.该系统主要由半导体激光器、光学系统、位置敏感器件信号调理电路、单片机系统、A/D转换电路和显示电路组成.该检测方法的准确性进行了理论分析和实验仿真,并分析了影响检测结果的主要因素.实验表明,温度漂移和光源强度对本系统的影响非常小. 展开更多

关键词 位置敏感器件 半导体激光器 液体浓度 8051单片机

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改进型BP神经网络的2维PSD非线性校正 被引量：3

10

作者 林青松 杨孝敬 +1 位作者 王军晓 张聚伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期124-126,130,共4页

为了减少位置敏感传感器(PSD)的非线性的影响,分析了PSD的工作原理及其非线性成因,提出一种基于Levenberg-Morquardt算法改进的反向传播(BP)神经网络方法进行非线性修正,并进行了理论分析和MAT-LAB仿真比较。结果表明,改进的BP神经网络... 为了减少位置敏感传感器(PSD)的非线性的影响,分析了PSD的工作原理及其非线性成因,提出一种基于Levenberg-Morquardt算法改进的反向传播(BP)神经网络方法进行非线性修正,并进行了理论分析和MAT-LAB仿真比较。结果表明,改进的BP神经网络方法能有效地减少非线性影响,且相对传统的BP神经网络而言,收敛速度更快,使修正后的PSD器件在非线性区里获得与线性区近似的线性度。这一结果对PSD更好的应用是有帮助的。 展开更多

关键词 光学器件 位置敏感传感器 非线性修正 改进型反向传播算法 Levenberg—Morquardt算法

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PSD及其在非接触测量中的应用 被引量：10

11

作者 林华 王晓秋 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期52-54,共3页

介绍了一种光电位敏探测器ＰＳＤ及其在非接触测量中的应用，同时给出测量原理和ＰＳＤ的前置适配电路。

关键词 光电位敏探测器 激光器 位敏探测器 非接触测量

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改进型PSD非线性误差分析及其应用研究 被引量：4

12

作者 李田泽 王淑云 +1 位作者 申晋 袁江 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期123-127,共5页

阐述半导体光电位置敏感器件(PSD)的横向光电效应,改进型2D-PSD的结构、特点、工作原理,在此基础上,提出一种新的电桥理论分析2D-PSD的中心与边缘产生非线性及其误差的原因。采用高精度低温漂高输入阻抗的前置放大器、加法器、减法器、... 阐述半导体光电位置敏感器件(PSD)的横向光电效应,改进型2D-PSD的结构、特点、工作原理,在此基础上,提出一种新的电桥理论分析2D-PSD的中心与边缘产生非线性及其误差的原因。采用高精度低温漂高输入阻抗的前置放大器、加法器、减法器、除法器等元器件设计了一种改进型2D-PSD的信号调理电路,用于高精度的激光准直系统中。该信号调理电路将激光束经光学透镜、光阑、滤光器等光学元器件处理的光信号转换为电信号后,送入数据采集系统,利用直线度测评软件直接在计算机上将被测件的直线度测量显示。系统特点是:响应速度快;位置分辨率高;能实时检测等优点。最后给出测量实验结果和几个重要结论。 展开更多

关键词 横向光电效应 非线性误差 半导体光电位置敏感器件 电桥理论 激光准直系统

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空间光通信中位置敏感器件(PSD)的性能分析 被引量：5

13

作者 邓兴成 孙新德 李贤 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期510-515,共6页

研究了使用ＰＳＤ的空间光通信粗跟瞄系统对光束的位置分辨率。通过理论计算和实验得知，当入射在ＰＳＤ光敏面上的信标光功率约为２８μＷ时，粗跟瞄系统的位置分辨率约为１２６μｍ。同时，通过计算机模拟，对ＰＳＤ的线性度进行... 研究了使用ＰＳＤ的空间光通信粗跟瞄系统对光束的位置分辨率。通过理论计算和实验得知，当入射在ＰＳＤ光敏面上的信标光功率约为２８μＷ时，粗跟瞄系统的位置分辨率约为１２６μｍ。同时，通过计算机模拟，对ＰＳＤ的线性度进行了理论值和实验值的对比。 展开更多

关键词 自由空间光通信 位置敏感器件 位置分辨率

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自准直仪光学系统设计 被引量：6

14

作者 周丹 向阳 高健 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期794-798,共5页

设计一种能同时进行两维测量的、智能化的数显式自准直仪,该光学仪器可用来进行小角度测量。系统设计波长为670nm,为了达到1m的焦距,同时也缩小系统的体积,自准直仪采用折返式结构。系统中使用位置敏感探测器(PSD)作为接收器,仪器的指... 设计一种能同时进行两维测量的、智能化的数显式自准直仪,该光学仪器可用来进行小角度测量。系统设计波长为670nm,为了达到1m的焦距,同时也缩小系统的体积,自准直仪采用折返式结构。系统中使用位置敏感探测器(PSD)作为接收器,仪器的指标满足设计要求:测量范围为±6′,精度为0.1″。通过Zemax仿真对自准直仪主光路进行设计及优化,出射为平行光束,由足迹图观测被测面接收到的光分布均匀,能够满足实际生产中的需要。 展开更多

关键词 光学设计 自准直仪 长焦距 折返式结构 位置敏感探测器(PSD)

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基于PSD的轴系对中测试系统非线性校正方法研究 被引量：4

15

作者 李博 高艺 +1 位作者 曹国华 柳常清 《机电工程》 CAS 2013年第3期300-302,310,共4页

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... 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3.9μm,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。 展开更多

关键词 二维位置敏感探测器 非线性校正 人工神经网络 微位移平台

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基于PSD激光三角测量的非线性校正电路 被引量：6

16

作者 赵斌 侯金龙 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期9-11,共3页

激光三角测量是目前非接触测量的主要方法之一,由于位移量与像面上光点位置的关系不是线性的,这在用位置敏感探测器(PSD)构成的探测系统中造成了非线性问题。提出一种新的模拟信号处理方法和电路补偿了这种非线性,实现了非线性校正。

关键词 位置敏感探测器 激光三角测量 非线性校正

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基于PSD的高精度光电定心仪 被引量：3

17

作者 张欣婷 安志勇 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期7-10,共4页

针对目前定心仪精度不高、并依赖于人眼的现状,提出一种基于PSD的高精度定心仪研究方法.采用自准直光路形式和位置敏感探测器PSD对经过被测目标返回的光斑实行定位,并通过读取计算机上的坐标值来判断是否达到准确的定心.文中对定心仪的... 针对目前定心仪精度不高、并依赖于人眼的现状,提出一种基于PSD的高精度定心仪研究方法.采用自准直光路形式和位置敏感探测器PSD对经过被测目标返回的光斑实行定位,并通过读取计算机上的坐标值来判断是否达到准确的定心.文中对定心仪的光学系统进行设计,并运用神经网络的训练来校正PSD的非线性,在测量范围±2 mm～±500 mm内定心精度达到1μm的设计要求. 展开更多

关键词 光学设计 定心仪 高精度 非线性

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基于光电技术的玻璃折射率测量 被引量：6

18

作者 纪小辉 陈彤 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期777-780,共4页

折射率是玻璃的重要光学性能之一,其测量方法很多。为了准确、快速、适应性好地测量玻璃折射率,提出一种基于光电技术的新测量方法。利用平行平板玻璃对入射光线的侧向偏移特性,可以得到不同折射率的玻璃对光线的不同偏折程度来确定折... 折射率是玻璃的重要光学性能之一,其测量方法很多。为了准确、快速、适应性好地测量玻璃折射率,提出一种基于光电技术的新测量方法。利用平行平板玻璃对入射光线的侧向偏移特性,可以得到不同折射率的玻璃对光线的不同偏折程度来确定折射率和偏移量之间的关系式,并通过采用位置敏感探测器将光斑像点的位移转化为电信号的输出,从而实现折射率转化为电信号。设计了光学系统和信号处理单元,通过实验测得了K9玻璃的折射率,并与最小偏向角法测量折射率进行对比,测量数据表明该方法可行,测量精度可达到10-4,可以满足测量高精度玻璃折射率的要求。 展开更多

关键词 玻璃折射率测量 平行平板玻璃 位置敏感探测器 信号处理

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位敏探测器PSD特性及其在三角测量中的应用 被引量：11

19

作者 袁雅珍 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1996年第4期116-120,共5页

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。

关键词 位敏探测器 光学三角测量 非线性

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基于PSD的小型激光测头的设计 被引量：5

20

作者 周力萍 曹益平 《工具技术》 北大核心 2006年第9期70-72,共3页

利用位置敏感探测器(PSD)频率响应高、接口电路简单、数据采集快等特点,设计了一种小型、动态激光三维测头。该测头采用激光三角法原理,利用凹凸双透镜光学系统进行激光缩束以提高测量精度,利用平面反射镜增加光程以减小体积,并对各具... 利用位置敏感探测器(PSD)频率响应高、接口电路简单、数据采集快等特点,设计了一种小型、动态激光三维测头。该测头采用激光三角法原理,利用凹凸双透镜光学系统进行激光缩束以提高测量精度,利用平面反射镜增加光程以减小体积,并对各具体参数和整体结构进行了详细的设计。该测头系统拥有体积小,精度高,反映快的优点。 展开更多

关键词 三角法测量 PSD 单片机 压缩光束

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