基于線(xiàn)陣CCD的圖像和位置傳感系統(tǒng)

摘要：本文介紹的是一種基于線(xiàn)陣CCD的圖像和位置傳感系統(tǒng)。此系統(tǒng)以C18051F020型微控制器作為下位機(jī)，進(jìn)行CCD的驅(qū)動(dòng)和與計(jì)算機(jī)(上位機(jī))的通訊等；計(jì)算機(jī)通過(guò)用Labview編寫(xiě)的人機(jī)交互軟件控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；上位機(jī)和下位機(jī)之間以RS232接口通訊。經(jīng)測(cè)試，本系統(tǒng)進(jìn)行干涉、衍射等一維光學(xué)實(shí)驗(yàn)收到良好效果；位置傳感器的定位粘度達(dá)140μm，定位頻率達(dá)50Hz以上。
關(guān)鍵詞：微控制器；Labview；線(xiàn)陣CCD；位置傳感器

0 系統(tǒng)概述
本系統(tǒng)原理如圖l所示，計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232接口和C8051微控制器進(jìn)行通訊，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；C8051微控制器控制CCD進(jìn)行光信號(hào)的采集，同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)；應(yīng)用Labview編寫(xiě)的人機(jī)交互軟件可以全自動(dòng)地操作整個(gè)系統(tǒng)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和一維模擬成像。
平行光通過(guò)單縫等光學(xué)元件時(shí)，會(huì)按照一定的光學(xué)規(guī)律分布，線(xiàn)陣CCD則能夠?qū)⒁痪S的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，再通過(guò)一系列的電信號(hào)處理，就能夠在計(jì)算機(jī)上顯示光強(qiáng)的分布。同時(shí)，如果中間的光學(xué)器件是一個(gè)單縫，則縫的中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是光強(qiáng)的最大值，通過(guò)這個(gè)原理能夠標(biāo)記器件的位置信息(如圖1)。本系統(tǒng)對(duì)彈簧振了和單擺等動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，獲得了非常好的效累。