本發(fā)明涉及光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，許多產(chǎn)品幾何特性的在線檢測(cè)不僅要求做到非接觸連續(xù)測(cè)量，還要求精度不受被測(cè)物移動(dòng)以及外界環(huán)境的影響。激光微位移測(cè)量系統(tǒng)不僅能較好地滿足這些要求，并且還具有測(cè)量精度高，測(cè)量距離遠(yuǎn)，重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此激光微位移測(cè)量系統(tǒng)越來越多地被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。激光微位移測(cè)量系統(tǒng)采用的光電傳感器主要有CMOS、CCD、PSD等。PSD位置敏感探測(cè)器，是一種能將入射光點(diǎn)位置轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)的半導(dǎo)體光電檢測(cè)元件。但PSD本身是模擬器件，受環(huán)境和處理電路中其他器件性能等因素影響較大，因此需要盡量克服和減少影響PSD性能的各種因素。PSD兩端的輸出信號(hào)由兩個(gè)獨(dú)立的處理通道進(jìn)行處理，當(dāng)采用信號(hào)調(diào)制模式時(shí)，如果兩個(gè)通道的增益系數(shù)不一致就會(huì)造成測(cè)量誤差，現(xiàn)有的激光微位移測(cè)量系統(tǒng)通常有檢測(cè)不準(zhǔn)確、成本較高的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置。

一種基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，包括：激光器單元、激光處理單元、位置敏感探測(cè)器PSD傳感器單元、PSD信號(hào)處理單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元和上位機(jī)單元；激光器單元發(fā)射出的激光經(jīng)所述激光處理單元衰減后照射在所述PSD傳感器單元的光敏面上，所述PSD傳感器單元輸出的電流信號(hào)經(jīng)所述PSD信號(hào)處理單元、所述數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)分析單元進(jìn)行分析，將分析的結(jié)果發(fā)送至所述上位機(jī)單元進(jìn)行顯示。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述PSD信號(hào)處理單元包括：I/V轉(zhuǎn)換電路模塊、差分比例放大電路模塊；所述PSD輸出的電流信號(hào)經(jīng)過所述I/V轉(zhuǎn)換電路模塊、所述差分比例放大電路模塊進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換、差分放大后發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集單元。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述I/V轉(zhuǎn)換電路模塊包括：I/V轉(zhuǎn)換電路；所述I/V轉(zhuǎn)換電路包括：第一運(yùn)放、第一電容、第一電阻、第三電阻、第三電容、第五電阻、第五電容、第七電阻；所述第三電容和所述第三電阻串聯(lián)，形成第一子電路，所述第一子電路的一端接地，另一端與第一運(yùn)放的負(fù)輸入端連接；第一電容和第一電阻并聯(lián)，形成第二子電路，所述第二子電路的兩端分別與第一子電路和第一運(yùn)放的輸出端連接；所述PSD傳感器單元輸出的第一電流Ix接入第一子電路中，其接入點(diǎn)位于所述第三電阻與所述第二子電路和第一子電路的連接點(diǎn)之間；所述第五電容和所述第七電阻并聯(lián)，形成第三子電路，所述第三子電路的一端接地，另一端與第一運(yùn)放的正輸入端連接；所述第五電阻的一端連接在所述第三子電路與所述第一運(yùn)放的正輸入端的連接線路上，另一端接入正電平。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述差分比例運(yùn)算電路模塊包括：第三運(yùn)放、第四運(yùn)放、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第七電容、第八電容、第十三電阻、第十四電阻；所述第九電阻的一端接地，另一端與所述第三運(yùn)放的負(fù)輸入端連接；所述第十電阻的一端與所述第一運(yùn)放或第二運(yùn)放的輸出端連接，另一端與所述第三運(yùn)放的正輸入端連接；所述第十一電阻的兩端分別與第三運(yùn)放的輸出端和所述第四運(yùn)放的負(fù)輸入端連接；所述第十三電阻的第一端連接在所述第九電阻與所述第三運(yùn)放的負(fù)輸入端連接線路上，所述第十三電阻的第二端連接在所述第十一電阻與第三運(yùn)放的輸出端的連接線路上；所述第七電容與所述第十四電阻并聯(lián)形成第七子電路，所述第七子電路的一端連接在所述第十一電阻和所述第四運(yùn)放的負(fù)輸入端的連接線路上，另一端與所述述第四運(yùn)放的輸出端連接；所述第十二電阻和所述第八電容串聯(lián)，形成第八子電路，所述第八子電路的一端接地，另一端與所述第四運(yùn)放的正輸入端連接，并在所述第十二電阻和所述第八電容的之間的連接線路上接入高電平。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器和濾波電路；所述第四運(yùn)放輸出端與所述放大器的輸入端連接，所述放大器的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端口連接，并且在所述放大器的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端口之間設(shè)置所述濾波電路。所述第四運(yùn)放輸出端送出的信號(hào)，經(jīng)所述放大器放大、所述濾波電路濾波處理后發(fā)送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述放大器為OPA2211放大器，所述濾波電路為所述RC濾波電路。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析單元與所述ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的CONVST_A、CONVST_B、CONVST_C端口連接，控制所述ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換同步；所述數(shù)據(jù)分析單元與所述ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的RESET復(fù)位信號(hào)端口、片選端口、讀信號(hào)端口連接、用于控制讀寫時(shí)序；所述數(shù)據(jù)分析單元與所述ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的DB數(shù)據(jù)位端口連接，接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析單元包括：基于FPGA的數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算位于所述PSD傳感器單元的光敏面上的光斑的坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析單元與上位機(jī)進(jìn)行通信的方式包括：RS232、RS485、以太網(wǎng)。

本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，通過模擬電路實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換、放大及電平移位，通過軟件方式實(shí)現(xiàn)加、減、除的運(yùn)算，可以簡(jiǎn)化硬件電路，減小裝置體積，數(shù)字電路相比模擬電路的加法器、減法器、除法器，能有效減少由于模擬器件帶來的噪聲和溫漂，提高測(cè)量精度，可以實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)態(tài)測(cè)量，成本低，應(yīng)用范圍廣，檢測(cè)結(jié)果更精確，更可靠，精度更高，可適用于各種環(huán)境下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的模塊示意圖；

圖2、3為根據(jù)本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例中的I/V轉(zhuǎn)換電路模塊的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例中的差分比例運(yùn)算電路模塊的示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路的示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)分析單元連接的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合各個(gè)圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等為描述上相區(qū)別，并沒有其它特殊的含義。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，包括：激光器單元01、激光處理單元02、位置敏感探測(cè)器PSD傳感器單元03、PSD信號(hào)處理單元04、數(shù)據(jù)采集單元05、數(shù)據(jù)分析單元06和上位機(jī)單元07。激光器單元01發(fā)射出的激光經(jīng)激光處理單元02衰減后照射在PSD傳感器單元03的光敏面上。

PSD傳感器單元03輸出的電流信號(hào)經(jīng)PSD信號(hào)處理單元04、數(shù)據(jù)采集單元05進(jìn)行采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)分析單元06進(jìn)行分析，將分析的結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)單元07進(jìn)行顯示。分析的結(jié)果可以包括：在光敏面上激光的坐標(biāo)，以及發(fā)生的偏移值等。數(shù)據(jù)分析單元06與上位機(jī)07進(jìn)行通信的方式包括：RS232、RS485、以太網(wǎng)等。

光電位置敏感探測(cè)器PSD(position sensitive detector)是一種基于半導(dǎo)體PN結(jié)橫向光電效應(yīng)，用于探測(cè)光點(diǎn)位置變化的光電傳感器。因其對(duì)光斑位置可連續(xù)測(cè)量，檢測(cè)位置輸出取決于光斑能量中心，對(duì)光束質(zhì)量要求相對(duì)不高，且具有高靈敏度，高位置分辨率，極好的瞬態(tài)響應(yīng)特性，等特點(diǎn)，使其在精密尺寸測(cè)量、光學(xué)定位跟蹤、激光準(zhǔn)直、非接觸位移測(cè)量等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

PSD是一種連續(xù)型模擬器件，一般為P-I-N結(jié)構(gòu)，其機(jī)理與光電二極管類似，當(dāng)光敏面受光照射時(shí)，在光斑位置處產(chǎn)生正比于光能量的電子-空穴對(duì)，在平行于結(jié)平面的方向形成電勢(shì)差，產(chǎn)生的光電流被電極收集，由于P層電阻均勻，電極輸出的光電流反比于入射光位置到各自電極之間的距離。

PSD從結(jié)構(gòu)上分一維、二維兩種，一維在線型PSD光敏面的兩端引出兩個(gè)電極，二維PSD的工作原理與一維基本相同，但為面結(jié)構(gòu)，具有相互垂直的兩對(duì)電極，本發(fā)明采用二維方形PSD，其在兩軸方向上的感光層獨(dú)立，分別反映X，Y方向光點(diǎn)位置信息。

在基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置中，激光器發(fā)射出的光信號(hào)經(jīng)衰減后，入射在二維PSD光敏面上，輸出的四路電流信號(hào)經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換、電平移位、放大后送至AD為核心的數(shù)據(jù)采集單元，經(jīng)同步采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算、軟件濾波等處理，最終送至上位機(jī)顯示。

上述實(shí)施例中的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，以PSD傳感器單元為核心，通過采集帶有目標(biāo)位置信息的PSD輸出微弱電流信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行濾波、運(yùn)算處理后發(fā)送給上位機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性高精度的非接觸微位移測(cè)量。

在一個(gè)實(shí)施例中，PSD輸出信號(hào)為μA級(jí)別微弱電流信號(hào)，不適于直接檢測(cè)處理，需將PSD輸出后接I/V轉(zhuǎn)換放大電路。PSD信號(hào)處理單元包括：I/V轉(zhuǎn)換電路模塊、差分比例放大電路模塊；PSD輸出的電流信號(hào)經(jīng)過I/V轉(zhuǎn)換電路模塊、差分比例放大電路模塊進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換、差分放大后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集單元。

如圖2、3所示，I/V轉(zhuǎn)換電路模塊包括：第一I/V轉(zhuǎn)換電路和第二I/V轉(zhuǎn)換電路,分別用于處理PSD輸出的X軸電流和Y軸電流，處理的方法相同。第一I/V轉(zhuǎn)換電路包括：第一運(yùn)放IC1、第一電容C1、第一電阻R1、第三電阻R3、第三電容C3、第五電阻R5、第五電容C5、第七電阻R7。第三電容C3和第三電阻R3串聯(lián)，形成第一子電路，第一子電路的一端接地，另一端與第一運(yùn)放IC1的負(fù)輸入端連接；第一電容C1和第一電阻R1并聯(lián)，形成第二子電路，第二子電路的兩端分別與第一子電路和第一運(yùn)放IC1的輸出端連接。

PSD傳感器單元輸出的第一電流Ix接入第一子電路中，其接入點(diǎn)位于第三電阻R3與第二子電路和第一子電路的連接點(diǎn)之間；第五電容C5和第七電阻R7并聯(lián)，形成第三子電路，第三子電路的一端接地，另一端與第一運(yùn)放IC1的正輸入端連接；第五電阻R5的一端連接在第三子電路與第一運(yùn)放IC1的正輸入端的連接線路上，另一端接入正電平。

第二I/V轉(zhuǎn)換電路包括：第二運(yùn)放IC2、第二電容C2、第二電阻R2、第四電阻R4、第四電容C4、第六電容C6、第六電阻R6、第八電阻R8；第四電容C4和第四電阻R4串聯(lián)，形成第四子電路；第四子電路的一端接地，另一端與第二運(yùn)放IC2的負(fù)輸入端連接。第二電容C2和第二電阻R2并聯(lián)，形成第五子電路，第五子電路的兩端分別與第四子電路和第二運(yùn)放IC2的輸出端連接。

PSD傳感器單元輸出的第二電流Iy接入第四子電路中，其接入點(diǎn)位于第四電阻R4與第五子電路和第四子電路的連接點(diǎn)之間；第八電阻R8和第六電容C6并聯(lián)，形成第六子電路，第六子電路的一端接地，另一端與第二運(yùn)放IC2的正輸入端連接；第六電阻R6的一端連接在第三子電路與第二運(yùn)放IC2的正輸入端的連接線路上，另一端接入正電平。

因所選PSD無單獨(dú)反偏電極，即反偏電壓通過信號(hào)線施加，故將四路PSD信號(hào)絕對(duì)值同時(shí)抬高7.5V，此時(shí)經(jīng)過第一級(jí)運(yùn)放電路，四路信號(hào)輸出電壓范圍±7.5～±10V。

圖2、3中，Ix/Iy為PSD輸出電流，Um、Up為輔助運(yùn)算量。

對(duì)X軸一路依據(jù)KCL、“虛短虛短”，列如下方程：

將電容電阻實(shí)際值帶入方程解得UXM,同理可以得到Uym.，例如：

同理得到Y(jié)軸輸入輸出關(guān)系：

其中，A1、A2、A3、B1、B2、B3等都為系數(shù)，具體的數(shù)值可以根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)置。因電流輸出前三項(xiàng)短時(shí)收斂至0，X軸兩路電流流入PSD，Y軸兩路電流由PSD流出，電容C1、C2的作用為防震蕩，電容C3、C4、C5、C6的作用為低通濾波。

差分比例運(yùn)算電路模塊以及數(shù)據(jù)采集單元等可以用于處理經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換的X軸電流和Y軸電流，下面僅對(duì)X軸電流的處理進(jìn)行說明，對(duì)Y軸電流處理的方法相同。如圖4所示，對(duì)經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換的X軸電流進(jìn)行處理的差分比例運(yùn)算電路模塊包括：第三運(yùn)放IC3、第四運(yùn)放IC4、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第七電容C7、第八電容C8、第十三電阻Rf1、第十四電阻Rf2。第九電阻R9的一端接地，另一端與第三運(yùn)放IC3的負(fù)輸入端連接。第十電阻R10的一端與第一運(yùn)放IC1或第二運(yùn)放IC2的輸出端連接，另一端與第三運(yùn)放IC3的正輸入端連接。

第十一電阻R11的兩端分別與第三運(yùn)放IC3的輸出端和第四運(yùn)放IC4的負(fù)輸入端連接；第十三電阻Rf1的第一端連接在第九電阻R9與第三運(yùn)放IC3的負(fù)輸入端連接線路上，第十三電阻Rf1的第二端連接在第十一電阻R11與第三運(yùn)放IC3的輸出端的連接線路上。第七電容C7與第十四電阻Rf2并聯(lián)形成第七子電路。

第七子電路的一端連接在第十一電阻R11和第四運(yùn)放IC4的負(fù)輸入端的連接線路上，另一端與述第四運(yùn)放IC4的輸出端連接。第十二電阻R12和第八電容C8串聯(lián)，形成第八子電路，第八子電路的一端接地，另一端與第四運(yùn)放IC4的正輸入端連接，并在第十二電阻R12和第八電容C8的之間的連接線路上接入高電平。

考慮所選16位AD電壓輸入范圍±10V，圖4輸出的±7.5～±10V僅利用AD16位分辨率的1/4，故采用差分比例運(yùn)算電路將此時(shí)PSD四路信號(hào)電平移位并放大，差分比例運(yùn)算電路公式(5)：

式(5)使用條件為上圖4中Rf1位置電阻大小等于R11位置電阻大小，同理Rf2＝R9。此電路實(shí)現(xiàn)四路信號(hào)分別與10V作差，得到輸出電壓±0～±2.5V；再考慮增益，因AD輸入范圍±10V，故電路增益在不多于4倍的情況下盡量大，又因電路所選運(yùn)放AD8597供電電壓±15V，即：

則差分比例運(yùn)算電路總的增益3≤Gain≤4(8)

綜合考慮此處選擇放大3倍。最終PSD四路信號(hào)輸出電壓范圍為±0～±7.5V，經(jīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證，提高了位置探測(cè)穩(wěn)定性精度。

在圖3、4中的運(yùn)放選用AD8597，是一款極低噪聲、低失真運(yùn)算放大器，其低失真及快速建立時(shí)間特性使其非常適用于緩沖高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5、6所示，數(shù)據(jù)采集單元包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器和濾波電路。第四運(yùn)放IC4輸出端與放大器的輸入端連接，放大器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端口連接，并且在放大器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端口之間設(shè)置濾波電路。第四運(yùn)放IC4輸出端送出的信號(hào)，經(jīng)放大器放大、濾波電路濾波處理后發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器為可以為ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器，放大器可以為OPA2211放大器，濾波電路為RC濾波電路。ADS8556是一款分辨率可達(dá)16位，含有六通道的逐次逼近型AD。每通道均包含一個(gè)采樣保持電路，以使六路可以同步采樣，其采樣速率可達(dá)630kSPS。通常在ADS8556前端添加輸入驅(qū)動(dòng)，提供AD工作在最大速率的帶寬。選用TI公司的OPA2211放大器。OPA2211是一款具有寬供電范圍(±2.25V～±18V)、低電壓噪聲、低功耗的雙通道雙極性運(yùn)算放大器。將圖4的電路送出的信號(hào)，再經(jīng)一級(jí)放大，濾波去耦電路送至ADS8556。

部分為負(fù)指數(shù)函數(shù)，隨時(shí)間收斂到0，故

在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分析單元與ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的CONVST_A、CONVST_B、CONVST_C端口連接，控制ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換同步；數(shù)據(jù)分析單元與ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的RESET復(fù)位信號(hào)端口、CS片選端口、RD讀信號(hào)端口連接、用于控制讀寫時(shí)序；數(shù)據(jù)分析單元與ADS8556模數(shù)轉(zhuǎn)換器的DB數(shù)據(jù)位端口連接，接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析單元包括基于FPGA的數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算位于PSD傳感器單元的光敏面上的光斑的坐標(biāo)，計(jì)算方法可以為現(xiàn)有的多種方法。

如圖6所示，HW/SW接低電平選擇硬件模式；接高電平表示正常工作，不處于掉電模式。RANGE接低電平，使輸入電壓范圍取±4V_REF；REFen/WR接高電平，啟用內(nèi)部參考電壓；硬件模式下：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)CONVST_A/B/C相連以使轉(zhuǎn)換同步，再送由FPGA控制；RESET復(fù)位信號(hào)，片選，讀信號(hào)送由FPGA控制讀寫時(shí)序，DB[15:0]為數(shù)據(jù)位；PAR/SER接低電平選擇并行接口方式；WORD/BYTE接地表示以字模式(16Bit)傳輸數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，依據(jù)PSD各電極輸出的光電流大小反比于入射光位置到各電極之間距離的工作原理，檢測(cè)的結(jié)果通過實(shí)驗(yàn)表明，在[x,y]∈[-2,2]mm范圍內(nèi)，單點(diǎn)穩(wěn)定性優(yōu)于2μm。

本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，通過模擬電路實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換、放大及電平移位，通過軟件方式實(shí)現(xiàn)加、減、除的運(yùn)算，可以簡(jiǎn)化硬件電路，減小裝置體積，數(shù)字電路相比模擬電路的加法器、減法器、除法器，能有效減少由于模擬器件帶來的噪聲和溫漂，提高測(cè)量精度。軟件方式的處理精度除自身處理能力外，只與I/V轉(zhuǎn)換、放大及電平移位這幾部分性能有關(guān)，有利于精度控制提高。

本發(fā)明的基于PSD的激光微位移檢測(cè)裝置，能夠減小測(cè)量誤差，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高速動(dòng)態(tài)測(cè)量，成本低，應(yīng)用范圍廣，檢測(cè)結(jié)果更精確，更可靠，精度更高，可適用于各種環(huán)境下。

可能以許多方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)。例如，可通過軟件、硬件、固件或者軟件、硬件、固件的任何組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)。用于方法的步驟的上述順序僅是為了進(jìn)行說明，本發(fā)明的方法的步驟不限于以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說明。此外，在一些實(shí)施例中，還可將本發(fā)明實(shí)施為記錄在記錄介質(zhì)中的程序，這些程序包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的機(jī)器可讀指令。因而，本發(fā)明還覆蓋存儲(chǔ)用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的程序的記錄介質(zhì)。

本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。