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时间:2020-03-24
《基于PSD的长管弯曲度测量系统设计.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、108传感器与微系统(rrransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第1期基于PSD的长管弯曲度测量系统设计王强龙,潘宏侠,任海峰,郭钢祥(中北大学机械工程及其自动化学院,山西太原030051)摘要:针对高线性度要求的长管的微小变形带来的问题,设计了位置敏感探测器(PSD)测量长管弯曲度的系统,分析了二维PSD在弯曲度测量系统的结构与工作原理,以及弯曲度的计算原理。系统采用单片机STC89C58处理PSD输出信号并显示测量结果,得出PSD的光点坐标位置与输出电压的对应关系,实现单片机与上位机的通信,对测量数据的分析、处理以及
2、整个系统的控制,同时分析了检测误差和电路误差对弯曲度测量的影响。实验测试结果表明:所建立的测量系统能够实现实时测量和远程控制,具有快速响应、运行稳定、测试数据可靠等优点。关键词:位置敏感探测器;弯曲度;单片机;实时测量;远程控制中图分类号:TH865文献标识码:A文章编号:1000-9787(2013)01-0108-04’D~esi‘gn0InmeaSUrement·syst-emt^orCUrVat·ureor一"longtubebased0nPSDWANGQiang—long,PANHong—xia,RENHai—feng,GUOGang—xiang(Schoolo
3、fMechanicalEngineering&Automation,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)Abstract:Aimingatproblemscausedbysmalldeformationofhighlinearityrequiredlongtube,ameasurementsystemforcurvaturesoflongtubeusingPSDsensorisdesignedandstructureandoperationalprincipleoftwo—dimensional(2D)PSDandthec
4、omputationalprincipleofcurvatureareanalyzed.OutputsignalofPSDisprocessedbySTC89C58MCU,andmeasurementresultisdisplayed.Correspondingrelationbetweencoordinatepositionoflight—spotandoutputvoltageisobtained.CommunicationbetweenMCUandupperPC,dataanalysisandprocessing,andsystemcontrolarerealize
5、d.Atthesametime,theeffectofdetectingerrorandcircuiterrorOilcurvaturemeasurementisanalyzed.Thetestresultsindicatethatthesystemcanrealizereal—timemeasurementandremotecontro1.Ithasadvantagesoffastresponse,stableoperationandreliabledetectingdata,andSOon.Keywords:positionsensitivedetector(PSD)
6、;curvature;MCU;real—timemeasurement;remotecontrol0引言程控制。位置敏感探测器(positionsensitivedetector,PSD)是一1弯曲度检测系统设计方案种基于新型横向光电效应的半导体器件,它能在感光表面长管弯曲度检测系统包括硬件和软件系统。基于上连续移动光点位置并且具有很高的几何分辨率,可以对PSD作为长管弯曲度检测硬件系统,用于测量和获取基于位移进行精确的非接触测量。当入射光斑照到光敏面时,零点的某一位置的长管弯曲度数据,并实现光斑信号向模PSD输出的电压信号与PSD的光敏面上的光斑所在位置拟电流信号与数字
7、信号的转换,主要由机械部分、光学部分有关。PSD具有响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围和电路部分等三部分组成;数据处理分析软件系统,用于对大、便于与微机接口、非接触测量等优点,在超高速光通信、获取的数据进行处理,并计算弯曲度等参数。系统总体结精密尺寸测量、兵工等领域具有广泛的应用价值”j。本构示意图如图1所示。文提出r以Hanlamtsu公司生产的$1880型PSD作为光电激光器安装在可移动的定心装置上,在牵引机构牵引传感器,STC89C58单片机作为信息处理单元,结合其他外下沿长管轴向运动,激光束经过平行光管聚焦准直后由
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