基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统

作     者：高玉娥 刘伟 吕世猛 张永康 董文博 GAO Yu-e;LIU Wei;LU Shi-meng;ZHANG Yong-kang;DONG Wen-bo

作者机构：中国科学院空间应用工程与技术中心空间应用重点实验室北京100094 

基　　金：载人航天预研课题 载人航天工程-货运飞船应用系统项目 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2018年第26卷第12期

页      码：2930-2939页

摘      要：位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种高精度的二维位移测量传感器,利用三片二维PSD的组合实现空间六自由度相对运动的位移和角度测量。测量系统主要包括三片PSD传感器(包括PSD光敏面和发光管)、低噪声的信号调理和AD采集电路,采用三片PSD正交布局方案,通过PSD光敏面的光点位置计算相对运动的位移和角度。设计了六自由度的PSD标定测试系统,用于PSD测量系统中心偏移和发光管安装误差的标定测试。测试结果表明,PSD测量系统的测量范围优于位移±10mm、角度±2.5°,标定后PSD测量系统的噪声误差为位移0.1mm、角度0.02°,测量系统的绝对位移误差小于0.5mm、角度误差小于0.14°,满足系统0.5mm和0.5°的指标要求。此外,对PSD传感器的环境适应性进行了评估。PSD测量系统具有量程宽、精度高、线性度好的优点,成功应用于天舟1号货运飞船微重力主动隔振装置的相对运动测量中。

主 题 词：位置敏感探测器 三维位移测量 运动测量 可靠性评估 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0803[工学-仪器类] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20182612.2930

馆 藏 号：203428586...