一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，涉及传感器信号处理技术领域，包括一维PSD传感器、I/V转换电路、电压放大电路、A/D转换电路和CPU处理电路等，所述一维PSD传感器用于接收测量激光光斑；所述I/V转换电路与所述一维PSD传感器相连；所述电压放大电路与所述I/V转换电路相连；所述A/D转换电路与所述电压放大电路相连；所述CPU处理电路与所述电压放大电路相连。本发明专利技术实现了通过对一维PSD传感器量程的拼接，拓展一维PSD传感器的实际使用量程。际使用量程。际使用量程。

【技术实现步骤摘要】
一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法


[0001]本专利技术涉及传感器信号处理
，尤其涉及一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法。

技术介绍

[0002]PSD(位置敏感元器件)作为成熟的光电敏感器件，已被广泛的应用到各领域的测试和测量设备，当前主流的一维PSD传感器产品量程约6mm～30mm，由于生产工艺等原因，无法兼顾高精度和大量程的性能指标。受一维PSD传感器量程的制约，面向大量程的应用场景适用能力不足，为此研究一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，实现一维PSD量程的扩展就非常有意义。
[0003]申请号为CN201810664429.9的专利公开了一种适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，本专利技术包括壳体以及设置在所述壳体内的PSD信号处理板,所述PSD信号处理板上设有PSD信号处理电路,所述PSD信号处理电路包括一维PSD芯片、电流采样电路、电压放大电路、输出保护电路、精密电源电路、加热电路和测温电路,所述一维PSD芯片用于感应入射激光光点位置；所述电流采样电路、精密电源电路与所述一维PSD芯片相连；所述电压放大电路与所述电流采样电路和输出保护电路相连,所述加热电路与外部供电连接；所述测温电路与外部温度采集单机连接。可用于实现卫星结构在轨变形的非接触式测量；具备自身温度测量功能、低温环境自主热控功能。
[0004]以上专利仅涉及单个一维PSD传感器的应用，不涉及一维PSD传感器量程的拼接方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，解决了一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，达到基于现有产品按需扩展量程的效果的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，包括一维PSD传感器、I/V转换电路、电压放大电路、A/D转换电路和CPU处理电路；
[0007]所述维PSD传感器用于接收测量激光光斑；所述I/V转换电路与所述一维PSD传感器相连，所述电压放大电路与所述I/V转换电路相连，所述A/D转换电路与所述电压放大电路相连，所述CPU处理电路与所述电压放大电路相连。
[0008]优选的，所述一维PSD传感器设置有至少两个，至少包括一维PSD传感器A、一维PSD传感器B。
[0009]优选的，所述I/V转换电路设置为4路，包括I/V转换电路1、I/V转换电路2、I/V转换电路3、I/V转换电路4；
[0010]所述I/V转换电路1与所述一维PSD传感器A的A1输出端相连；
[0011]所述I/V转换电路2与所述一维PSD传感器A的A2输出端相连；
[0012]所述I/V转换电路3与所述一维PSD传感器B的B1输出端相连；
[0013]所述I/V转换电路4与所述一维PSD传感器B的B2输出端相连。
[0014]优选的，所述电压放大电路设置为4路，包括电压放大电路1、电压放大电路2、电压放大电路3、电压放大电路4；
[0015]所述电压放大电路1与所述I/V转换电路1相连；
[0016]所述电压放大电路2与所述I/V转换电路2相连；
[0017]所述电压放大电路3与所述I/V转换电路3相连；
[0018]所述电压放大电路4与所述I/V转换电路4相连。
[0019]优选的，所述A/D转换电路设置为4路，包括A/D转换电路1、A/D转换电路2、A/D转换电路3、A/D转换电路4；
[0020]所述A/D转换电路1与所述电压放大电路1相连；
[0021]所述A/D转换电路2与所述电压放大电路2相连；
[0022]所述A/D转换电路3与所述电压放大电路3相连；
[0023]所述A/D转换电路4与所述电压放大电路4相连。。
[0024]优选的，一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，包括如下步骤：
[0025]S1：拼接使用前，设定各一维PSD传感器是否接收到测量激光光斑的判断电压阈值；
[0026]S2：拼接使用前，标定一维PSD传感器量程拼接后的等效零位；
[0027]S3：拼接使用时，采集一维PSD传感器输出电压，根据电压幅值，判断测量激光光斑的落点区间；
[0028]S4：计算测量激光光斑在拼接前的一维PSD传感器感光面上的位置值；
[0029]S5：据S2确定的等效零位、S3确定的落点区间、S4计算的光斑位置，计算量程拼接后光斑在等效一维PSD传感器上的位置值。
[0030]优选的，所述步骤1的判断电压阈值设定方法为：
[0031]1)测量一维PSD传感器A在不接收测量激光光斑时的输出电压和U
A背景
＝U
A1
+U
A2
，在接收激光光斑时的输出电压和U
A测量
＝U
A1
+U
A2
，则一维PSD传感器A是否接收到测量激光光斑的判断电压阈值设定为U
A阈值
＝(U
A背景
+U
A测量
)/2；
[0032]2)测量一维PSD传感器B在不接收测量激光光斑时的输出电压和U
B背景
＝U
B1
+U
B2
，在接收激光光斑时的输出电压和U
B测量
＝U
B1
+U
B2
，一维PSD传感器B是否接收到测量激光光斑的判断电压阈值设定为U
B阈值
＝(U
B背景
+U
B测量
)/2。
[0033]优选的，所述S2包括如下步骤：
[0034]S201：将测量激光光斑照射在两个一维PSD传感器的光敏面交叠区域的中间位置上；
[0035]S202：采集一维PSD传感器A的输出电压U
A1
、U
A2
，采集一维PSD传感器B的输出电压U
B1
、U
B2
；
[0036]S203：计算测量激光光斑在一维PSD传感器A的位置X
A
‑
ref
＝L
A
*(U
A1
‑
U
A2
)/(U
A1
+U
A2
)；计算测量激光光斑在一维PSD传感器B的位置X
B
‑
ref
＝L
A
*(U
B1
‑
U
B2
)/(U
B1
+U
B2
)；
[0037]S204：在CUP处理软件中设置等效零位X
ref
，标记一维PSD传感器A的X
A
‑
ref
位置、一维PSD传感器B的X
B
‑
ref
位置为等效一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，包括：一维PSD传感器、I/V转换电路、电压放大电路、A/D转换电路和CPU处理电路；所述维PSD传感器用于接收测量激光光斑；所述I/V转换电路与所述一维PSD传感器相连，所述电压放大电路与所述I/V转换电路相连，所述A/D转换电路与所述电压放大电路相连，所述CPU处理电路与所述电压放大电路相连。2.根据权利要求1所述的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，所述一维PSD传感器设置有至少两个，至少包括一维PSD传感器A、一维PSD传感器B。3.根据权利要求1所述的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，所述I/V转换电路设置为4路，包括I/V转换电路1、I/V转换电路2、I/V转换电路3、I/V转换电路4；所述I/V转换电路1与所述一维PSD传感器A的A1输出端相连；所述I/V转换电路2与所述一维PSD传感器A的A2输出端相连；所述I/V转换电路3与所述一维PSD传感器B的B1输出端相连；所述I/V转换电路4与所述一维PSD传感器B的B2输出端相连。4.根据权利要求1所述的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，所述电压放大电路设置为4路，包括电压放大电路1、电压放大电路2、电压放大电路3、电压放大电路4；所述电压放大电路1与所述I/V转换电路1相连；所述电压放大电路2与所述I/V转换电路2相连；所述电压放大电路3与所述I/V转换电路3相连；所述电压放大电路4与所述I/V转换电路4相连。5.根据权利要求1所述的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，所述A/D转换电路设置为4路，包括A/D转换电路1、A/D转换电路2、A/D转换电路3、A/D转换电路4；所述A/D转换电路1与所述电压放大电路1相连；所述A/D转换电路2与所述电压放大电路2相连；所述A/D转换电路3与所述电压放大电路3相连；所述A/D转换电路4与所述电压放大电路4相连。6.根据权利要求1所述的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：拼接使用前，设定各一维PSD传感器是否接收到测量激光光斑的判断电压阈值；S2：拼接使用前，标定一维PSD传感器量程拼接后的等效零位；S3：拼接使用时，采集一维PSD传感器输出电压，根据电压幅值，判断测量激光光斑的落点区间；S4：计算测量激光光斑在拼接前的一维PSD传感器感光面上的位置值；S5：据S2确定的等效零位、S3确定的落点区间、S4计算的光斑位置，计算量程拼接后光斑在等效一维PSD传感器上的位置值。7.根据权利要求6所述的一种一维PSD传感器量程拼接的设计方法，其特征在于，所述步骤1的判断电压阈值设定方法为：1)测量一维PSD传感器A在不接收测量激光光斑时的输出电压和U
A背景
＝U
A1
+U
A2
，在接收激光光斑时的输出电压和U
A测量
＝U
A1
+U
A2
，则一维PSD传感器A是否接收到测量激光光斑的判
断电压阈值设定为U
A阈值
＝(U
A背景
+U
A测量
)/2；2)测量一维PSD传感器B在不接收测量激光光斑时的输出电压和U
B背景
＝U
B1
+U
B2
，在接收激光光斑时的输出电压和U
B测量
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，孙延博，方厚招，撒文彬，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：