基于DSP的高速激光位移裝置的研究與設計.pdf

1、隨著現(xiàn)代控制技術、信息處理技術和半導體技術的發(fā)展，人們對位移測量的要求也不斷提高，其中基于激光位移傳感器技術的非接觸式測量由于其精確性高、實時性好以及無損壞等特點已越來越多的用于科研生產(chǎn)中。
　　作為激光傳感器的一種，位置敏感探測器PSD(Position Sensible Detector)具有體積小、光電靈敏度高、響應速度快、分辨率高和應用電路簡單等優(yōu)點，因此，基于PSD的位移測量技術在非接觸式測量中具有更加廣泛的應用。本文使

2、用PSD器件，提出了一種基于DSP的高速激光位移裝置的設計方案。方案總體設計思想為：以PSD結合激光三角測量法作為位移信息采集端，使用電流型模數(shù)轉換器DDC112對PSD產(chǎn)生的光電流信號進行A/D轉換；以DSP作為系統(tǒng)中央處理器，控制DDC112的A/D轉換和轉換結果的傳輸，將轉換結果進行格式化處理后利用相關公式計算出激光在PSD感光面上的位移信息，最后將位移信息顯示在液晶顯示屏上，并通過串口通信將位移信息發(fā)送到PC機，在PC機上對位移

3、信息做進一步分析處理。
　　本文首先分析了基于PSD的激光位移傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對激光三角測量法和PSD的工作原理進行分析研究，并指出PSD的工作特性、影響因素和使用注意事項。然后提出了系統(tǒng)的總體設計方案，并做了方案可行性分析。針對PSD產(chǎn)生的光電流信號處理問題，本文闡述了利用電流型模數(shù)轉換器DDC112和TI公司的TMS320F2812 DSP芯片做數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設計思路。依據(jù)系統(tǒng)設計方案，對于本系統(tǒng)所涉及到的光電流

4、信號采集模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據(jù)處理和傳輸模塊的軟硬件設計均給出詳細論述。最后本文介紹了系統(tǒng)在實驗室環(huán)境下的整體測試過程，對于系統(tǒng)存在的問題和不足做了認真分析和總結，給本方案的進一步完善提供一些設計參考。
　　本文設計的基于DSP的高速激光位移裝置，采用電流型模數(shù)轉換器DDC112直接對PSD產(chǎn)生的光電流信號進行A/D轉換，與現(xiàn)有的將電流信號轉換成電壓信號進行處理的方法相比，大大減少了硬件電路給信號采集造成的各種信號干擾和系統(tǒng)延遲