基于PSD的小型激光測頭的設計和研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的發(fā)展，人們對測量技術提出了越來越高的要求，高精度、小型化、非接觸、在線實時性已成為必然的發(fā)展趨勢。在許多生產流水線上，例如造紙業(yè)的成品紙張厚度及其均勻性檢測，印鈔行業(yè)鈔票厚薄的實時監(jiān)測并控制，電路板生產中敷銅反饋制作工藝，以及薄膜厚度生產控制等，需要加入某一在線檢測環(huán)節(jié)，對生產線上相應的參數(shù)或工作狀況進行檢測。一方面可以實時記錄被測參數(shù)的變化狀況，另一方面根據(jù)測量值相對預定值的差值大小做出快速反應，反饋調節(jié)生產工藝，

2、以保證產品的質量和生產線最佳化運行。為了滿足這些檢測需求，本文設計了一種基于位置敏感探測器(PSD)激光測微頭，對提高測微頭精度相關技術展開了系統(tǒng)的研究。 論文研究工作主要包括以下幾個方面： 1、系統(tǒng)介紹了激光三角法的測距原理，設計了滿足Scheimpflug條件的PSD激光測微頭，并對設計中相關參數(shù)的優(yōu)化進行了詳細討論。 2、根據(jù)PSD的測距原理，分析并模擬了不同大小激光光斑對PSD定位精度的影響。提出采用激光

3、壓束方法提高測量精度的技術路線，建立了適用于激光測微頭的激光壓束質量評價函數(shù)，設計了壓縮光束的兩片式和三片式透鏡的壓束系統(tǒng)，并最后得到了滿足要求的壓束系統(tǒng)設計的具體設計參數(shù)。 3、設計了該PSD激光測微頭相關的硬件電路，對PSD輸出的微弱電流信號的采集處理提供了具體的方案，采用MCS-51單片機實現(xiàn)了測微頭的智能化控制和數(shù)據(jù)處理。設計了相應的軟件程序。 4、采用高精度計量光柵對測微頭系統(tǒng)進行了標定，通過實驗數(shù)據(jù)的分析，對