用于長(zhǎng)度測(cè)量的位移傳感器及直線度補(bǔ)償器.pdf

1、進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)，因基準(zhǔn)發(fā)生偏移或儀器擺放不良而造成的誤差，是影響長(zhǎng)度測(cè)量精度的重要因素之一，其中包括余弦誤差和阿貝誤差。采用位置敏感器件(PositionSensitive Detectors，PSD)設(shè)計(jì)了一種激光位移傳感器和一種直線度補(bǔ)償器分別用來(lái)消除余弦誤差和阿貝誤差。PSD是一種基于非均勻半導(dǎo)體橫向光電效應(yīng)的、對(duì)入射光或粒子位置敏感的連續(xù)型模擬器件，克服了陣列型器件分辨率受像元尺寸限制的缺陷，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)

2、用。 對(duì)激光位移傳感器的激光三角法測(cè)量原理進(jìn)行了研究，推導(dǎo)出物象位移關(guān)系并就主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)傳感器的影響進(jìn)行了分析，確定了結(jié)構(gòu)尺寸。對(duì)PSD接收到的光能量進(jìn)行了估算。通過(guò)對(duì)PSD雜散光電流和暗電流等附加電流的消除方法進(jìn)行的研究，根據(jù)PSD輸出電流信號(hào)的特性，分別設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的一維PSD和二維PSD信號(hào)檢測(cè)電路，包括I/V轉(zhuǎn)換與放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、激光器驅(qū)動(dòng)電路以及串口通信電路等。編寫了激光位移傳感器與直線度補(bǔ)償器的單片機(jī)

3、控制軟件，根據(jù)對(duì)信號(hào)的分析，采用軟件方法消除暗電流與雜散光電流的影響。使用VC6.0平臺(tái)，編寫了傳感器的PC機(jī)測(cè)試軟件，實(shí)現(xiàn)了與單片機(jī)的通信、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)在線測(cè)量。 分別對(duì)激光位移傳感器與直線度補(bǔ)償器進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)。對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，采用分段插值的方式來(lái)減小激光三角法的非線性的影響，得出測(cè)量范圍內(nèi)的誤差與標(biāo)準(zhǔn)差的分布情況。實(shí)驗(yàn)表明激光位移傳感器測(cè)量誤差小于0.02mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于0.01mm。對(duì)直線度補(bǔ)償器進(jìn)行測(cè)試，給出了測(cè)量