2021-08-28 12:11:24, 瑜良/杰哥/赵Q 滨松光子学商贸(中国)有限公司
在此前刚刚举办的“以光为志,笃行致远 · 第二届滨松中国光技术网络交流会”中,我们分享了很多光电原理技术、应用技术,以及应用市场的干货(部分视频回放戳这里)。期间收到了一位热心参会小伙伴的提问:
虽迟但到,网络会中没有覆盖到的内容,小编这就来给大家再“加一餐”啦~
今天主要会给大家分享一些在滨松日常技术支持中,工程师们收到的关于PSD比较典型的24个问题。如果其中没能涉及到大家关心的内容,也欢迎在留言区给我们留言。这个Q&A系列也会在未来不断更新,长按识别文末的二维码,就可以实时看到此后的更新啦!话不多说,嘿喂够~
Q1:PSD位置分辨率由什么决定?
各个产品的位置分辨率不同,具体数据可以查看对应样本。位置分辨率与光亮度、电极间阻抗和阻抗长度相关。
Q2:电极间阻抗对PSD有什么影响?
阻抗越大位置分辨率越高。但是饱和电流变低,更容易饱和。响应速度也会降低。
Q3:电极间阻抗是如何影响分辨率的?
位置分辨率定义为"噪声电流/信号光电流×阻抗长度"。电极间阻抗越大,噪声电流越小,分辨率越高。
Q4:阻抗长度是如何影响分辨率的?
位置分辨率定义为"噪声电流/信号光电流×阻抗长度"。因此,阻抗长度越小,位置分辨率越好。
Q5:入射光亮度如何影响分辨率的?
位置分辨率定义为"噪声电流/信号光电流×阻抗长度"。信号光电流与入射光亮度成正比,因此入射光亮度越大,位置分辨率越好。入射光亮度过高会引起饱和,因此入射光亮度必须设定在PSD不会饱和的范围内。
Q6:PSD可以用于脉冲激光的位置测量吗?
可以用于脉冲激光测量,但是输出结果会受到脉冲光的波动影响,也就是说如果每个脉冲光的不一致性会影响输出结果的稳定性。
Q7:PSD的采样速率最多可以达到多少?
对于连续光而言,采样速率一般要低于PSD响应速度的1/3(0.35/tr),位置才能被准确测量;对于脉冲光则取决于脉冲的稳定性。
Q8:什么样的光源,光斑点移动速度能够使PSD定位更准?
一般连续光源,光斑点在目标位置能够停留PSD要求的响应时间,移动频率小于三倍的PSD响应频率可以使PSD定位更准。
Q9:脉冲光光斑照射PSD,是否影响定位精度?
脉冲光的情况下,输出可能会随着光脉冲波动。实际上,很难说哪一种水平是稳定的,所以需要根据实际条件确定。在ps/fs脉冲下,可以认为对于PSD来说几乎是直流光。
Q10:PSD是否能够用于工业级温度(-40~85℃)探测?
PSD是一种阻抗器件,温度过高或过低时会使PSD的阻抗产生变化,影响测量精度或导致测量失效。目前滨松的PSD主要温度工作区间为-10℃~60℃,无法满足工业级检测标准。如果客户需要进行工业级温度检测,可以外置温控系统(TEC)。
Q11:PSD探测误差及如何消除?
由PSD得到的位置实际上为入射光斑的重心,主要由光斑的尺寸、形状、光功率等因素决定。但是,实测位置与实际光斑位置通常存在一个误差,这个误差也被称为PSD的探测误差,探测误差时PSD的一个重要参数。针对1D PSD来说,PSD的探测误差与待测光斑位置到PSD中心位置基本上为线性关系,可以通过先进行线性拟合标定的方式进行PSD探测误差的消除。
Q12:进行1D PSD选型时,是否是长度越长越好?
1D PSD随着PSD长度的增长,边缘探测误差也在逐渐的增大,而且随着PSD长度的增加,器件成本也在增加。所以选型时,并不是长度越长越好,而是需要评估待探测的位移,选择合适长度的PSD。
Q13:PSD的位置分辨率?
PSD的位置分辨率定义为PSD上可探测到的最小光斑位移量,PSD的位置分辨率代表了PSD可探测的最小相对位移。位置分辨率代表的是相对值,即两次测量之间可以分辨的最小差值。
Q14:PSD推荐的入射光?
PSD探测出的是光斑的重心,但是光斑在移动过程中有形变也会对测量结果造成影响,入射光路需要为准直光。另外,需要光斑大小大于200 μm。
Q15:PSD使用时需要注意的入射光位置?
SD在整个光敏面区域都可以探测到入射光,但是需要注意的是,PSD探测到的是入射光的重心,如果光斑比较大,而且入射光靠近PSD边缘,那么一部分入射光已经照到PSD的外部,此时的位置检测就已经失效。
Q16:PSD可探测的最小光功率?
PSD可探测的最小光功率主要受PSD本身的噪声和后端电路噪声影响。单从PSD本身来说,主要需要考虑PSD的电流噪声影响,信号强度需要>3倍电流噪声。
Q17:PSD的饱和光功率影响因素?
PSD的饱和光功率主要受电极间阻抗和反偏电压的影响。减少PSD输入饱和主要可以从以下几个方面去考虑:PSD增加光学滤光片减少背景光、尽量使用小光敏面PSD、增加反偏电压、减小电极间阻抗、增大入射光斑大小。
Q18:PSD信号处理电路应该使用哪种电源?
对于C3683-02和C5923,推荐使用输出电压为Vout=±15V、输出电流为Iout>100mA的电源。同时其纹波电压为±3mVp-p或者更低来抑制电源噪声。建议的电源 :1、 G1W-15(Cosel);2、 PW18-3AD(TEXIO) ;3、 NND15-1515(TDK-Lambda) 对于C9068和C9069来说,使用配备的AC适配器。
Q19:无法将PSD连接到PSD信号处理电路上,有什么建议?
PSD信号处理电路为了外接PSD,预留了通孔,在PSD终端和通孔端通过焊接或者连接屏蔽线进行安装。使用屏蔽线来降低噪声的影响。
Q20:PSD信号处理电路是否能用到双象限或四象限光电二极管?
PSD信号处理电路和以下多象元光电二极管兼容。C9069只有在光照射到四象限传感器所有的四个象限上,才有效。
Q21:AC型PSD信号处理电路(C5923)的重复频率和占空比可以改变吗?
在这些电路中,重复频率和占空比都不可以改变。
Q22:PSD信号处理电路的增益可以改变吗?
对于C3683-02:增益可以通过更换安插在第一放大级插座里的反馈电阻和电容来改变。对于C9068和C9069:增益不可以改变。
Q23:DC型PSD信号处理电路可以利用脉冲光源输入吗?
对于C3683-02: 不可以应用在脉冲光源上。当脉冲结束以后,PSD信号处理电路中的驱动IC会报错。输出一个任意的电压值,范围在电源电压范围内(±15V)。对于C9068和C9069:当入射光信号平均小于5 ms时,PSD信号处理电路不能与入射光脉冲同步,因此不能探测到脉冲光。
Q24:有没有可以用USB连接的PSD信号处理电路?
C9068和C9069有一个RS-232C信号输出口。利用RS-232C转USB连接线就可以利用USB连接。注意, 利用以下的RS-232C转USB线可以运转:USB-RSAQ5(I-O DATA) 但是我们不能保证完全可用因为可能在RS-232C转USB连接线与电脑之间的连接可能存在兼容性问题。
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