基于PSD的测距系统研究

当前测试技术正向高精度、高效率和自动化方向发展。距离的非接触测量则是测试技术研究的重要内容之一。本论文在常用非接触测距方法、PSD研究现状、PSD发展趋势的研究基础上,采用光学三角法和PSD的测量原理开发了基于PSD的测距系统;深入分析了本测距系统的工作原理和PSD的输出信号处理电路:并通过实验详细探讨了本测距系统误差产生的原因。 本文研究内容包括以下几个方面: 1.深入研究了基于PSD的测距原理,分析了位置尺寸与光学系统参数之间的关系、PSD与光轴夹角的关系并讨论了特殊情况。研究了一维PSD的工作原理和信号输出特性。 2.设计了基于PSD的测距系统的硬件组成,对硬件组成进行了分析和选型。详细介绍了PSD信号处理的基本电路,对电路的前置放大器进行了深入研究,改进了PSD信号处理的基本电路,采用采样—保持法以消除暗电流和背景光的影响,采用软件除法代替模拟除法器以提高稳定性。 3.开发了系统软件,详细介绍了用户界面、标定、自动测量、数据采集处理模块。。 4.测距系统实验研究。包括系统标定、系统稳定性、系统精度、不同环境光对系统测量影响等实验,通过对实验数据和实验条件的分析,探讨了本测距系统误差产生的原因。 5.总结本论文研究工作的主要结论,并对后续研究作了展望。