根据不少客户朋友的反馈,对位置敏感探测器模块(PSD模块)及其信号处理单元的使用不是很了解。本文将对PSD模块进行详细介绍,并说明信号处理单元的使用方法。
一、样品介绍
本文PSD模块将以C10443-01为例,配套的信号处理单元为C10460。
PSD模块C10443-01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。
二、设备连接说明
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。
三、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 |
软件 | 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。
四、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:
五、实际案例测试
测试条件:室光环境、环境温度25°C左右、避震、光斑直径约07mm。
测试设备:532nm激光器设备、光纤、光阑、凸透镜、手动滑台(行程士3mm,精度10um)。
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:
六、注意事项
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。
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。
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