本科毕业设计--基于2D-PSD的导轨直线度测试仪设计.doc

编号 本科生毕业于2D-PSDRail Straightness Tester Based on 2D-PSD Design 学生姓名 专 业 机械电子工程 学 号 指导教师 学 院 机电工程学院 二〇一一年六月 摘要 导轨作为电梯等运行设备的导向部件，其质量决定着设备运行的准确、安全，和舒适程度。而导轨的直线度是导轨的一项极为重要的性能参数，其精度直接影响着导轨的质量，是评价导轨的重要指标。 本文导轨直线度自动检测的重要意义确定了测方案系统采用激光准直技术，以2D-PSD为核心获取二维位置信息以测量导轨的直线度系统根据检测平台的实际环解决大长度导轨直线度精密测量问题。PSD 导轨 ABSTRACT Rail is widely used in elevator, railway and all kinds of mechanical equipments as conducting and supporting elements. The rail’s straightness accuracy immediately impacts the moving stability, makes noise and shortens operation life. The system uses laser alignment technology and the 2D-PSD is used as the core for two-dimensional position information to measure the straightness of the rail, solving the large length range of precision measuring straightness problems of the elevator, railroad, precision machinery and other industrial applications. The system can effectively solve the precise length of rail line detection and high-precision straightness measurement problems and provide a new detection method for long rail line straightness measurement. It makes the laser alignment a qualitative leap in straightness measurement, improving straightness measurement. Key words: straightness accuracy；laser alignment；PSD；rail 目录 摘要 I ABSTRACT II 第1章 绪论 1 1.1 导轨直线度检测的目的及意义 1 1.2 导轨直线度检测技术的国内外发展状况 2 1.3 2D-PSD位置原理 3 1.3.1 PSD的基本原理及基本结构 3 1.3.2 2D-PSD的位置原理 4 第2章 导轨直线度测试仪总体结构设计 7 2.1 测试仪总体结构 7 2.2 系统工作原理 7 2.2.1 系统工作原理 7 2.2.2 PSD接收工作原理 8 2.2.3 偏角校正模型原理提出 8 2.3 直线度测试仪机械结构设计 9 2.3.1 激光发射器设计 9 2.3.2 PSD接收装置设计 10 2.3.3 直线电机选择 10 第3章 导轨直线度测试仪电路部分设计 12 3.1 数据采集部分电路设计 12 3.1.1 电流-电压转换器设计 13 3.1.2 自动可变增益放大器设计 14 3.1.3 加法器的设计 18 3.1.4 减法器的设计 19 3.1.5 模拟除法器的设计 21 3.2 模数转换部分电路设计 23 3.3 上位机通讯部分电路设计 24 3.4 直线电机驱动部分电路设计 25 3.5 本章小结 25 第4章 直线度测试仪软件部分设计 27 4.1 数据采集模块软件设计 27 4.2 直线电机驱动部分软件设计 29 4.3 显示部分软件设计 29 结论 30 致谢 31 参考文献 32  第1章 绪论 1.1 导轨直线度检测的目的及意义 导轨作为传导和支撑元件，