基于PSD的小型激光測頭的設(shè)計(jì)和研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)測量技術(shù)提出了越來越高的要求，高精度、小型化、非接觸、在線實(shí)時(shí)性已成為必然的發(fā)展趨勢。在許多生產(chǎn)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(shí)時(shí)監(jiān)測并控制，電路板生產(chǎn)中敷銅反饋制作工藝，以及薄膜厚度生產(chǎn)控制等，需要加入某一在線檢測環(huán)節(jié)，對(duì)生產(chǎn)線上相應(yīng)的參數(shù)或工作狀況進(jìn)行檢測。一方面可以實(shí)時(shí)記錄被測參數(shù)的變化狀況，另一方面根據(jù)測量值相對(duì)預(yù)定值的差值大小做出快速反應(yīng)，反饋調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝，

2、以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線最佳化運(yùn)行。為了滿足這些檢測需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于位置敏感探測器(PSD)激光測微頭，對(duì)提高測微頭精度相關(guān)技術(shù)展開了系統(tǒng)的研究。 論文研究工作主要包括以下幾個(gè)方面： 1、系統(tǒng)介紹了激光三角法的測距原理，設(shè)計(jì)了滿足Scheimpflug條件的PSD激光測微頭，并對(duì)設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)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(duì)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(shù)路線，建立了適用于激光測微頭的激光壓束質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)參數(shù)。 3、設(shè)計(jì)了該P(yáng)SD激光測微頭相關(guān)的硬件電路，對(duì)PSD輸出的微弱電流信號(hào)的采集處理提供了具體的方案，采用MCS-51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了測微頭的智能化控制和數(shù)據(jù)處理。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件程序。 4、采用高精度計(jì)量光柵對(duì)測微頭系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)