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专业资料参考首选《光电检测技术》课程结课考核(论文) 姓名: 朱文泉学号: 041 12014 专业与班级: 电子科学与技术 2011 - 04班综合设计题目: 一维光电位置检测装置时间: 2014 ~ 2015 学年第(1) 学期任课教师:李雷成绩:日期: 1 PSD 位置传感系统的设计说明《光电检测技术》课程结课考核(论文) 中国矿业大学信电学院电子科学与技术专业-2- PSD 是一种对接收器光点位置敏感的光电器件。自 1957 年由 Wall Miark 提出后,其研究与应用不断,八十年代曾有过一段研究的高潮。由于受发射光的限制,其应用一度发展较慢。D 电荷耦合器件不同,属于非离散型器件,在精密尺寸测元件中,其性能、D 与其它光电阵列器件之间。近年来, 由于半导体激光器的迅速发展,使PSD 的光源在性能、体积上得到了很好的改善, 促进了 PSD 器件广泛的实用研究。PSD 器件响应速度快、位置分辨率高,输出与光强度无关,仅仅与光点位置有关,其独特的工作方式,在精密尺寸测量、三维空间位置、机器人定位系统应用中有独到之处。PSD 可分为一维 PSD 和二维 PSD 。一维 PSD 可测出光点的一维位置坐标,而二维 PSD 可以检测出光点的平面位置坐标。PSD 传感器系统,采用模拟电路, 利用传感器两极输出的电流随光点位置变化而变换,经运算放大器进行电流电压变换、加减运算,最终根据输出的电压可以决定光斑中心位置。 2. PSD 位置传感器系统的组成框图将二维方形 PSD 应用于定位系统中,模拟 PSD 对准物体的过程,确定 PSD 与物体之间的相对位置;其应用系统框图如图所示;对准物体 1的中心装有一高亮度的发光二级管 2,PSD 传感器 4 安装于微动工作平台上;二极管发出的光束经过光学系统3聚焦后,将光点成像于放置在透镜焦平面上的PSD的接收光敏面上, 这个光点信号经过前置放大电路 5 转换为电信号。然后,过 A/D 采样 6, 送入到计算机 7进行处理。从而确定 PSD 对准物体平面上某一点的位置。当对准位置在测量范围内移动时, 光斑与 PSD 两电极间的距离发生变化, 使两电极输出电流随其光斑位置的变化而变化, 因此通过测定传感器两电极输出电流的大小, 便可知道 PSD 与对准物体平面上的某一点位置相对应。 3. PSD 探测器:一维 PSD 探测出一个亮点移动在它的在一个唯一方向的表面。入射光引起的光电流流经设备,作为输入偏压电流被划分成二个输出电流。输出电流的分布显示出探测器的光斑的位置。 PSD 探测器: 在其的方形的表面上的一个入射光斑点位置。入射光引起的光电流流经设备,作为二个输入电流和二个输出电流。输出电流的分布显示《光电检测技术》课程结课考核(论文) 中国矿业大学信电学院电子科学与技术专业-3- 一个维度(y) 的光斑的位置和输入电流的分布显示另一个维度(y) 的光斑的位置。本实验选择一维 PSD 位置传感器, 它是一种能测量光点在探测器表面上连续位置的光学探测器。是一种新型的光电器件。它是一种非分割型器件,可将光敏面上的光点位置转化为电信号。 PSD 由P 衬底、 PIN 光电二极管及表面电阻组成。具有位置分辨率高, 响应速度快和处理电路简单等优点。本系统采用主动