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1、PSD位置传感器实验报告PSD位置传感器实验报告 精选资料，欢迎下载 精选资料，欢迎下载报告者：1004520233余敏同组人：1004520235张昕煜1004520209 谢清楠实验十PSD位置传感器实验一、实验目的：了解PSD光电位置敏感器件的原理与应用二、基本原理：PSD为一具有PIN三层结构的平板半导体硅片。其断面结构如图10 1所示，表面层P为感光面，在其两边各有一信号输入电极，底 层的公共电极是用与加反偏电压。当光点入射到PSD表面时，由于横 向电势的存在，产生光生电流I。，光生电流就流向两个输出电极，从 而在两个输出电极上分别得到光电流I1和I2，显然I I1 I2。而I1和
2、I2的分流关系则取决于入射光点到两个输出电极间的等效电阻。假设PSD表面分流层的阻挡是均匀的，则 PSD可简化为图102所示的电 位器模型，其中R1、R2为入射光点位置到两个输出电极间的等效电 阻，显然R、R2正比于光点到两个输出电极间的距离。射输出电恢光 榆岀电极图 10-1图 10-2因为打/12 =只2/尺 r(L -X)/(L X)1 0 = 1 1 T 2所以可得 11 =lo(L -X /2L)丨2 =lo(L X/2L) X 二山 J/I)L当入射光恒定时，Io恒定，则入射光点与PSD中间零位点距离X 与丨2-11成线性关系，与入射光点强度无关。通过适当的处理电路， 就可以获得光
3、点位置的输出信号。三、需用器件与单元：PSD传感器及位移装置、PSD传感器实验模板、主机箱四、实验步骤:1观察PSD结构，它有四只管脚，其中有一边为园弧状附近 脚（如图103）。PSD接线中黑线接Vf端，其中两个为输 出端可随意接入。的管脚加反偏电压Vf，的管脚加反偏电压Vf，其对角线部位管脚为空输出端1PSD外形及管脚图 1032按图10-4接线，将实验模块的_15V和“丄”插孔与主机箱中的-15V稳压电源和“丄”分别相连，再将实验PSD传感器装置中的半导体激光器的两个插孔与实验模板的激光电源的插 孔相应连接。实验模板的PSD 12接PSD传感器的蓝色插孔， vref基准源接PSD传感器的白
4、色插孔，PSD I1接PSD传感器 的红色插孔。3将PSD传感器实验模板单元电路连接起来，即V1与Vi1接，V2与Vi2 接（注：V03、Vi3、Vi4、V05 不用接线）Vo4 与 Vi5 接，V06 与 Vi6 接，将实验模板上激光电源的“丄”与 -15V的“丄”及乂了输 出的“丄”连接起来。将主机箱的电压表接到实验模板的V07或“丄”上。图 10 4主机箱 电压表图 10 4主机箱 电压表主机箱4 1 d*4?打开主机箱电源，实验模板开始工作。转动测微头使激光光点在 PSDh的位置从一端移向另一端。此时电压变化可在 _4V之间，若未 达到此值，可调输出增量旋纽Vr3。5.从PSD一端开始
5、旋转测微头，使光点移动，取 厶X= 0.5mm，即转 动测微头一转，读取数显表示值。填入表10 1表10 1 PSD传感器位移值与输出电压值位移量（mm00.20.40.60.81.01.21.41.6输出电压（V）-4.95-4.77-4.55-4.33-4.18-4.04-3.88-3.74-3.59位移量（mm1.82.02.22.42.62.83.03.23.4输出电压（V）-3.44-3.29-3.13-2.98-2.84-2.69-2.53-2.38-2.21位移量（mm3.63.84.04.24.44.64.85.05.2输出电压（V）-2.02-1.85-1.74-1.64-1
6、.54-1.36-1.22-1.05-0.89位移量（mm5.45.65.86.06.26.46.66.87.0输出电压（V）-0.72-0.58-0.43-0.25-0.070.080.240.400.57位移量（mm7.27.47.67.88.08.28.48.68.8输出电压（V）0.740.881.061.221.391.561.731.882.05位移量（mm9.09.29.49.69.81010.210.410.6输出电压（V）2.202.362.512.682.832.973.133.273.42位移量（mm10.811.011.211.411.611.812.012.2输出电压
7、（V）3.583.763.904.054.214.344.464.48输出电压与何移量的关系6.根据表输出电压与何移量的关系6.根据表10-1所列的数据，计算中心量程2mm 3mm 4mnfl寸的非线性误差 答：模拟曲线为：y=0.7824x-4.8813在位移量 x=2mm 时，y=-3.3165，测得值-理论值-3.29 -（-3.3165）理论值3.3165在位移量x=3mm测得值-理论值-3.29 -（-3.3165）理论值3.3165在位移量x=3mm 时，测得值-理论值- 2.53-（-2.5341）理论值2.5341在位移量x=4mm 时，测得值-理论值 -1.7（-1.7517） =0.8%= 0.16%理论值y=-1.7517，y=-2.5341，1.75170.67%五思考题入射光点大小对测量有什么影响？答：在一定范围内，光点大小对测量结果影响不大，如果入射光点过大，则会影响测量的灵敏度，同时接收器上可能会产生较大的误差，导致少许的非线性误差精选资料，欢迎下载精选资料，欢迎下载精选资料，欢迎下载Welcome !欢迎您的下载,资料仅供参考!