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位置敏感传感器(PSD)模块及信号处理单元的使用与测试方法

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PSD 模块(C10443-01,点击跳转详情)包含高精度二维 PSD(位置敏感探测器)和低噪声放大器,能够执行精确的测距。使用带有专用信号处理单元 (C10460) 的 PSD 模块可以轻松获取距离信息。

C10460 (点击跳转详情)是一款信号处理单元,专门设计用于将 PSD 模块 C10443 系列(C10443-06 除外)的输出转换为位置信号。位置信号输出为模拟和数字信号。进行模拟输出时,将输出连接器连接到电压表会显示直接表示位置信息的输出电压(输出电压指示 PSD 中心的位置,1 V = 1 mm)。同时,数字输出允许串行连接 (RS-232C) 到 PC。位置信息可通过装置随附的示例软件轻松加载到 PC 中


使用方法


1.  设备接线
2.  串口驱动与配套软件安装
3.  参数设置与使用
4.  实际案例测试
5.  使用注意事项


1. 设备接线


在使用C10460进行信号读出时,需使用配套的专用电源线为其供电,并将旋钮置于对应的PSD模块型号处。在信号输入端,PSD模块无需外接电源供电,只需与C10460连接后便可正常工作。在数字信号输出端,需使用公头的RS232转USB串口,连接C10460与PC。



2. 串口驱动与配套软件安装


PC端需根据串口要求安装对应的驱动软件,否则电脑端口无法识别设备。本次以绿联的RS232转USB串口为例。


硬件

绿联公头RS232转USB串口

https://item.jd.com/1309051.html

软件

串口驱动下载

https://www.lulian.cn/download/16-cn.html

串口驱动安装

https://www.lulian.cn/news/496-cn.html


正确安装驱动后,以Windows10系统为例,打开设置,于搜索框中输入“设备管理器”,单击搜索结果。



进入设备管理器界面如下图所示:



单击“端口(COM和LPT)”,此时可以从中找到名称为“Prolific USB-to-Serial Comm Port”的端口,记录端口号,或右键单端口名——属性——高级,自行更改为闲置端口代码并记录。注:若未在设备管理中找到对应的串口名,请重新插拔USB后重试。


安装C10460的配套软件,打开后,所见软件界面如下:



在软件的“COM Port”中选中先前记录的串口号,单击“Start”进行运行测试,如出现以下界面,提示“Cannot open the port”(无法打开串口),则证明串口号设置有误,需再次打开设备管理器进行检查,并重启软件,重新选定串口号。



3. 参数设置与使用



根据实际需求选择:


图框1.Operation Mode(操作模式):需要注意的是,设置为2 ms或5 ms的工作模式,均需要与C10460读出模块上的机械拨动开关所选择的工作模式相对应;


图框2.Coefficient A(系数),按实际需要进行选择,选择Standard(标准),则默认系数为1.000,左侧文本框呈现灰色的锁定状态,若要修改系数,则需要先单击User Setup(用户设置),此时左侧文本框解锁,可以按实际需要输入系数;


图框3.Continuous Display模式为持续展示光斑位置并在右侧视窗显示,选中Continuous Display模式单击图框7.Start即可开始使用,同时,左下方的图框8.中X、Y、Sigma会实时显示当前的位置与电压数据;


图框4.Record Data模式为记录一段时间内的光斑位置变化数据,参数设置方法为:在图框5.Acquisition Count(记录个数)中输入需要记录的数据点的个数,在图框6.Acquisition Interval(记录时间间隔)中输入记录所需的时间,单击图框7.Start,此时左侧视窗会显示Reading,下方的图框8.中X、Y、Sigma会实时显示当前的位置与电压数据,记录结束后会自动生成Data数据的Dat格式文本文档,供实验验证处理。示意图如下:



4. 实际案例测试


测试条件:

• 室光环境;
• 环境温度25 ℃左右;
• 避震;
• 光斑直径约0.7 mm。


测试设备:

• 532 nm激光器设备;
• 光纤;
• 光阑;
• 凸透镜;
• 手动滑台(行程±3 mm,精度10 µm)。


测试示意图:



测试过程中,如图所示,红十字架的位置即为光斑中心,红框内为坐标:



5. 使用注意事项


5.1 光强大小的选择



在实际使用过程中,软件端需时刻保持Light Intensity Monitor的动态读条为绿色,时刻处在“OK”的范围内,当光强过大或过小时,动态读条会处在“Hi”或“Lo”处,此时显示为红色,表示当前光强下,无法正常使用PSD模块。


5.2 客户实际使用中的问题案例


正常使用下, C10460上的Light Level灯会保持单个灯常亮的,但客户在实验中发现某些光源会引起PSD信号处理单元红绿灯一起亮,这是什么原因?



原因:客户所用光源为交流光源,而PSD模块的截止频率16 kHz,能够响应到较低频率的交流光源的变化。所以,会在C10460模块的Light Level灯出现了红灯和绿灯一起点亮或者交替闪烁的情况。


5.3 其余注意事项详见随产品的纸质操作手册


相关资料



本网页详细介绍了PSD结构与工作原理、特性以及如何使用它。



介绍了PSD模块的特性与结构、应用程序等方面内容。



介绍了关于PSD的常见问题解析。


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