PSD位置傳感器測定位置實(shí)驗(yàn)

1、PSD位置傳感器測定位置實(shí)驗(yàn) PSD位置傳感器是光電測距器件，利用PSD光電流可測量入射到其感光區(qū)域的光斑能量中心位置(一維)，時(shí)間響應(yīng)快，可應(yīng)用于多種場合。PSD位置傳感器，采用模似電路的位置處理，利用傳感器兩極輸出的電流，經(jīng)運(yùn)算放大器電流電壓變換，加減運(yùn)算，(有條件還可利用模似除法器)，據(jù)其輸出的電壓可以決定光斑能量中心位置。 一、PSD位置傳感器特征和參數(shù)： 1、供電電源： 正電源：15V 負(fù)電源：-15V 2、PSD傳感器參考電壓：1.0V(系統(tǒng)面板自帶)。 3、半導(dǎo)體激光電源：2.6V(系統(tǒng)面板自帶)。 4、分辨率：根據(jù)調(diào)節(jié)輸出增益有不同的分辨，典型輸出幅度為5.0V時(shí)，分辨率為14

2、00mv/0.1mm。 5、線性度：0.7%(PSD傳感器兩端線性度比較差)。 6、時(shí)間響應(yīng)是即時(shí)，因電路是模似的。 7、輸出電壓穩(wěn)定度：0.03V/60sec；輸出電壓最大幅度：正負(fù)8.10V。 8、中心位置偏差：0.02mm，且中心位置偏差補(bǔ)償可調(diào)。 9、線性度小于0.6%的有效距離為：4mm5mm。 10、光斑能量中心位置與光電關(guān)系：L(12-11)/( 12+11)。 二、PSD位置傳感器系統(tǒng)組成： 1、PSD傳感器。 2、電子處理模塊：(電路原理圖另附) (1) I/V轉(zhuǎn)換 (2)加減電路 (3)除法器 (4)放大(增益，調(diào)零) (5)負(fù)電壓產(chǎn)生模塊(未使用) 注意：經(jīng)實(shí)際測試(V1

3、+V2)基本保持固定不變，可省去除法器。 3、半導(dǎo)體激光源及電源。 4、機(jī)械調(diào)節(jié)支架(調(diào)節(jié)PSD傳感器與激光光斑位置關(guān)系)。 三、機(jī)械支架各部分名稱圖 四、各活動(dòng)機(jī)械部件功能說明 1、調(diào)整螺套：調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光的高度。 2、調(diào)整螺桿：調(diào)節(jié)調(diào)整螺桿可使燕尾槽總成左右移動(dòng)，即可以使半導(dǎo)體激 光左右移動(dòng)。 3、燕尾槽調(diào)整螺絲：調(diào)整燕尾槽鑲條緊釘螺絲，減小溜板與導(dǎo)軌之間的間隙，然后調(diào)整固定螺套的位置，直到溜板能平穩(wěn)的左右移動(dòng)為止。 4、百分表：測量左右移動(dòng)的距離。 以下第五、六、七項(xiàng)在儀器廠時(shí)已調(diào)好，用戶一般不必調(diào)整，如數(shù)值誤差 較大一般都是由于機(jī)械位置偏移所致，請按下述(五)(六)(七)項(xiàng)重新調(diào)整。

4、五、實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù)表明：在傳感器的兩端附近與中心有較大差異，而其他地方線性比較好，此差異由PSD傳感器感光中心與激光光斑中心位置調(diào)整節(jié)誤引起的，即PSD偉感器沒有調(diào)整水平，使傳感器兩端感光中心與激光光斑中心垂直方向上有偏離。數(shù)據(jù)表明中心點(diǎn)即電壓差值為零點(diǎn)正是光傳感器水平方向上的感光中心點(diǎn)，且光斑在兩端的電壓值極性相反且相等，這反映了光傳感器對稱性非常好。 六、PSD位置傳感器測試調(diào)整 1、PSD傳感器與激光光源位置調(diào)整： (1)調(diào)節(jié)調(diào)整螺套和螺桿來調(diào)節(jié)激光光源的上下位置和左右水平位置。使光斑大約在傳感器的中心點(diǎn)上。 (2)接上直流電源，用數(shù)表頭接在地與輸出電壓端口上，看有無讀數(shù)，把輸出

5、級放大器的輸入端接地，調(diào)節(jié)偏置調(diào)零點(diǎn)電位器VR4，使輸出為零。 (3)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿使光斑照射到PSD傳感器的左端，使讀數(shù)絕對值最大。 (4)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿使光斑照射到PSD傳感器的右端，使讀數(shù)絕對值最大。 (5)重復(fù)(3)到(4)步聚，使光斑在PSD傳感器左右兩端時(shí)最大讀數(shù)相等，極性 相反。 (6)使光斑在PSD傳感器上位置(非零點(diǎn)上)，微調(diào)激光頭支架的上下位置，使其讀數(shù)絕對最大，這樣PSD傳感器一維感光區(qū)外于水平位置上，光斑正好打在感光點(diǎn)中心點(diǎn)上。 (7)再移動(dòng)PSD傳感器左右位置，驗(yàn)證兩端讀數(shù)最大值否相等，且極性相反。若沒有達(dá)到要求，重復(fù)(3)到(6)步驟以達(dá)到要求。 七、PSD傳感器模擬接

6、口和定標(biāo) (1)正負(fù)電壓顯示系統(tǒng)： 系統(tǒng)要求電壓范圍：V-V；測量距離范圍：+L0-L；(PSD中心點(diǎn)與 測量距離中心點(diǎn)一致)。 PSD位置傳感器測試調(diào)整好的情況下，接好所需連接線，旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿水平微調(diào)整光使刻度處于0位置上，調(diào)節(jié)調(diào)零點(diǎn)電位器VR4，使輸出電壓為零。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)激光使刻度在PSD傳感器的+L位置上，調(diào)節(jié)輸出增益，使輸出電壓為+V。如果PSD傳感器水平的話，旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)激光使刻度。在PSD傳感器的-L位置上，輸出電壓很接近-V或等于-V。PSD傳感器在其他位置上，輸出電壓為V(L)：與L成線性正比關(guān)系。注意：0點(diǎn)起始位置標(biāo)定光傳感器水平方向上的感光中心點(diǎn)附近，否則會可能出現(xiàn)輸出達(dá)不到規(guī)定的測程范圍。 (1) 單電源電壓示系統(tǒng)： 系統(tǒng)要求電壓范圍：+V0；測量距離范圍：+L0；(PSD中心點(diǎn)與測量距離中心一致)。 PSD位置傳感器測試調(diào)整好的情況下，接好所需連接線，旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿水平微調(diào)激光使刻度處于0位置上，調(diào)節(jié)調(diào)零點(diǎn)電位器VR4，使輸出電壓為零。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)激光使刻度在PSD傳感器的+L位置上，調(diào)節(jié)輸出增益，使輸出電壓為+V。PSD傳感器在其他位置上，輸出電壓為V(L)：與L成線性正比關(guān)系。注意：0點(diǎn)起始位置標(biāo)定