應用

　　激光三角法微位移傳(chuan) 感器是一種新型微位移傳(chuan) 感器，采用激光作位移信號的傳(chuan) 輸介質，激光的方向性好、光功率穩定，因此傳(chuan) 感器的分辨率高，測量精度高，穩定性好，體(ti) 積小；光電接收元件為(wei) CCD 或 PSD，測量頻率高。目前常用的激光三角法傳(chuan) 感器如Micro-Epsilon 的產(chan) 品采用激光直射法，測量精度高，線性度好。

　　新型微位移傳(chuan) 感器的結構由半導體(ti) 激光器、準直透鏡、光欄、聚焦透鏡、高速線陣CCD 和實時信號處理電路組成。半導體(ti) 激光器發生的發散激光經準直光路準直後成為(wei) 平行光，經光欄調整光束直徑後入射在被測物體(ti) 表麵上，其反射光經聚焦光路後聚焦成直徑小於(yu) CCD 像元尺寸的光斑照射在線陣 CCD 上；當被測物體(ti) 轉動時，反射激光光斑發生偏轉，所照射的 CCD 的像元位置隨之變化；實時信號處理電路產(chan) 生時間長度為(wei) T 的斜坡信號，並在時間T 內(nei) 按次 讀取 CCD 的N 個(ge) 像元的輸出視頻信號，逐一分別與(yu) 參考電壓進行實時比較，當光斑照射在像元上，其輸出視頻信號超過參考電壓時，實時輸出該時刻的斜坡信號的電壓值，該電壓值與(yu) 被測物體(ti) 的角位移成正比。常用微位移傳(chuan) 感器的會(hui) 聚光直射式激光三角法，最小量程較大，而且被測物體(ti) 必須精確放置在激光的焦點上，不適用於(yu) 微小角位移的測量；新型微位移傳(chuan) 感器采用平行光斜射式激光三角法，由於(yu) 采用平行光，被測物體(ti) 的放置位置無嚴(yan) 格要求，最小量程小，適用於(yu) 微小角位移的測量。采用光欄調整入射到被測物體(ti) 表麵的平行光束的直徑，從(cong) 而可以調整照射到 CCD 上的光斑的直徑，光斑直徑和平行光束的直徑成反比。

       新型微位移傳(chuan) 感器采實時信號處理電路代替通常的激光三角法微位移傳(chuan) 感器的由DSP 和外圍器件及其軟件組成的後信號處理電路，並采用高速 CCD，提高了傳(chuan) 感器光電接收器件的最高采樣頻率，縮短了處理時間，從(cong) 而提高了傳(chuan) 感器的測量頻率，使得新型傳(chuan) 感器應用於(yu) 高頻微位移的動態實時測量成為(wei) 可能，將其輸出連接到示波器，能夠實時在線測量微小角位移的動態特性，包括階躍響應、正弦響應等。

　　該信號處理電路由時 發生電路、斜坡信號發生電路、比較器、采樣保持電路等組成。時 發生電路產(chan) 生線陣CCD 的操作時 邏輯，驅動CCD 在一定的時間T 內(nei) 按時 輸出視頻信號；同時，斜坡信號發生電路在時間T 內(nei) 同步生成一個(ge) -5V~+5V 的斜坡信號；比較器逐一比較。

　　CCD 的輸出信號與(yu) 參考電壓，當CCD 的輸出信號比參考電壓大時，輸出為(wei) 正，反之，輸出為(wei) 負；當比較器的輸出為(wei) 高時，使能采樣保持電路采樣該時刻的斜坡信號的電壓值並輸出保持，因此該電壓值與(yu) 被測角位移成正比。斜坡信號的幅值表征了 CCD 有效像元的數目和傳(chuan) 感器的最大量程；CCD 的輸出頻率和有效像元數目N，采樣保持電路的采樣速度等決(jue) 定了傳(chuan) 感器的測量頻率；CCD 像元的尺寸決(jue) 定了傳(chuan) 感器的分辨率。

　　基於(yu) 線陣 CCD 的微小角位移傳(chuan) 感器，采用平行光斜射激光三角法原理，由高速線陣CCD、實時信號處理電路及高速器件及相關(guan) 光學部件組成，為(wei) 其適用於(yu) 微小角位移的測量，結構簡單，線性度好，靈敏度高，測量頻率高，分辨率高和實時性好奠定了基礎。隨著電子技術的發展 CCD 技術將更加完善。使用CCD 測量光強的測量精度會(hui) 大大提高 再加上 CCD 係統可以通過計算機直接顯示光強分布曲線 成像清晰、透光強、雜散光少等優(you) 點並有效減小測量誤差 從(cong) 而取代傳(chuan) 統的使用矽光電池測光強的方法，為(wei) 傳(chuan) 統實驗增加了新的科技內(nei) 容。