一種螺旋光電位敏定位裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光電位敏探測(cè)定位【技術(shù)領(lǐng)域】,公開了一種螺旋光電位敏定位裝置及方法;包括:基座、第一螺旋電極、第二螺旋電極以及第三螺旋電極;基座采用光電導(dǎo)材料;第一螺旋電極、第二螺旋電極以及第三螺旋電極均為螺旋線形結(jié)構(gòu),生長(zhǎng)在基座上;第三螺旋電極的螺旋線鋪設(shè)在第一螺旋電極的兩條相鄰螺旋線的正中位置;第二螺旋電極的螺旋線鋪設(shè)在第一螺旋電極的螺旋線與第三螺旋電極的螺旋線的正中位置;第一螺旋電極與第三螺旋電極為陽極,外接電壓測(cè)量裝置;第二螺旋電極為公共陰極。本發(fā)明螺旋線形的電極在光斑照射位置形成電路通路,獲得兩組探測(cè)器之間的電壓差,從而計(jì)算得到光斑照的二維極坐標(biāo)值;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度高。
【專利說明】一種螺旋光電位敏定位裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電位敏探測(cè)定位【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種螺旋光電位敏定位裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二維光電位敏探測(cè)器是一種廣泛應(yīng)用于國(guó)防和工業(yè)當(dāng)中的光電探測(cè)器。特別是在激光對(duì)準(zhǔn)領(lǐng)域、激光引信、主動(dòng)引信制導(dǎo)、激光制導(dǎo)等中心跟蹤系統(tǒng)中,這種二維位敏光電探測(cè)器有著廣泛的需求。
[0003]隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,國(guó)防和工業(yè)對(duì)各種中心跟蹤系統(tǒng)的精度要求越來越高,二維光電位敏探測(cè)器作為這類系統(tǒng)的核心器件,其精度的提高在器件的研究設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種定位精度高的光電位敏定位裝置及其定位方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種螺旋光電位敏定位裝置,用于光斑的定位操作;包括:基座、第一螺旋電極、第二螺旋電極以及第三螺旋電極;所述基座采用光電導(dǎo)材料;所述第一螺旋電極、所述第二螺旋電極以及所述第三螺旋電極均為螺旋線形結(jié)構(gòu),均生長(zhǎng)在所述基座上;所述第三螺旋電極的螺旋線鋪設(shè)在所述第一螺旋電極的兩條相鄰螺旋線的正中位置;所述第二螺旋電極的螺旋線鋪設(shè)在所述第一螺旋電極的螺旋線與所述第三螺旋電極的螺旋線的正中位置;所述第一螺旋電極與所述第三螺旋電極為陽極,均外接電壓測(cè)量裝置;所述第二螺旋電極為公共陰極。
[0006]進(jìn)一步地,所述第一螺旋電極和所述第三螺旋電極采用高阻值材料;所述第一螺旋電極和所述第三螺旋電極材料的電阻率為所述第二螺旋電極材料的電阻率的100倍以上。
[0007]進(jìn)一步地,還包括:周期轉(zhuǎn)換輸出電極;所述周期轉(zhuǎn)換輸出電極包括:第一轉(zhuǎn)換電極、第二轉(zhuǎn)換電極和第三轉(zhuǎn)換電極;所述第一轉(zhuǎn)換電極和所述第三轉(zhuǎn)換電極均為半圓形結(jié)構(gòu);所述第二轉(zhuǎn)換電極為環(huán)形結(jié)構(gòu);所述第一轉(zhuǎn)換電極與所述第一螺旋電極尾端相連;所述第三轉(zhuǎn)換電極與所述第三螺旋電極的尾端相連;所述第二轉(zhuǎn)換電極與所述第二螺旋電極尾端相連。
[0008]一種螺旋光電位敏定位方法,用于實(shí)現(xiàn)光斑的定位;其特征在于,基于權(quán)利要求1所述的螺旋光電位敏定位裝置執(zhí)行下述步驟:
[0009]將待定位的光斑投射在螺旋光敏定位裝置上,通過電壓測(cè)量裝置檢測(cè)所述第一螺旋電極的輸出電壓V1和所述第二螺旋電極的輸出電壓V2 ;
[0010]通過公式
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋光電位敏定位裝置,用于光斑的定位操作;其特征在于,包括:基座、第一螺旋電極、第二螺旋電極以及第三螺旋電極;所述基座采用光電導(dǎo)材料;所述第一螺旋電極、所述第二螺旋電極以及所述第三螺旋電極均為螺旋線形結(jié)構(gòu),均生長(zhǎng)在所述基座上;所述第三螺旋電極的螺旋線鋪設(shè)在所述第一螺旋電極的兩條相鄰螺旋線的正中位置;所述第二螺旋電極的螺旋線鋪設(shè)在所述第一螺旋電極的螺旋線與所述第三螺旋電極的螺旋線的正中位置;所述第一螺旋電極與所述第三螺旋電極為陽極,均外接電壓測(cè)量裝置;所述第二螺旋電極為公共陰極。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋光電位敏定位裝置,其特征在于:所述第一螺旋電極和所述第三螺旋電極采用高電阻率材料;所述第一螺旋電極和所述第三螺旋電極材料的電阻率為所述第二螺旋電極材料的電阻率的100倍以上。
3.如權(quán)利要求2所述的螺旋光電位敏定位裝置,其特征在于,還包括:周期轉(zhuǎn)換輸出電極;所述周期轉(zhuǎn)換輸出電極包括:第一轉(zhuǎn)換電極、第二轉(zhuǎn)換電極和第三轉(zhuǎn)換電極;所述第一轉(zhuǎn)換電極和所述第三轉(zhuǎn)換電極均為半圓形結(jié)構(gòu);所述第二轉(zhuǎn)換電極為環(huán)形結(jié)構(gòu);所述第一轉(zhuǎn)換電極與所述第一螺旋電極尾端相連;所述第三轉(zhuǎn)換電極與所述第三螺旋電極的尾端相連;所述第二轉(zhuǎn)換電極與所述第二螺旋電極尾端相連。
4.一種螺旋光電位敏定位方法,用于實(shí)現(xiàn)光斑的定位;其特征在于,基于權(quán)利要求1所述的螺旋光電位敏定位裝置執(zhí)行下述步驟: 將待定位的光斑投射在螺旋光敏定位裝置上,通過電壓測(cè)量裝置檢測(cè)所述第一螺旋電極的輸出電壓V1和所述第二螺旋電極的輸出電壓V2 ; 通過公式(?,)計(jì)算待定位光斑的極坐標(biāo);
/0ρπ I()pd 其中,Itl為陽極電流;P為陽極材料的單位長(zhǎng)度的電阻大??;(1為第一螺旋電極螺旋線和第二螺旋電極螺旋線的距離,也為光斑的直徑。
5.如權(quán)利要求4所述的螺旋光電位敏定位方法,其特征在于,還包括以下步驟: 驅(qū)動(dòng)第一螺旋電極和第二螺旋電極以兩者的對(duì)稱中心為軸,以角速度9逆時(shí)針旋轉(zhuǎn); 當(dāng)?shù)谝宦菪姌O和第二螺旋電極同時(shí)產(chǎn)生輸出時(shí),記錄時(shí)間間隔t、第一螺旋電極輸出電壓Vltl以及第二螺旋電極的輸出電壓V2tl ; 通過公式(汁算得出待定位光斑的精確極坐標(biāo),降低系統(tǒng)誤差。
/0ρπ /0pd
6.如權(quán)利要求5所述的螺旋光電位敏定位方法,其特征在于:第一螺旋電極和第二螺旋電極的旋轉(zhuǎn)周期為η ;采集多個(gè)周期的極坐標(biāo)取平均值的方法降低隨機(jī)誤差。
7.如權(quán)利要求6所述的螺旋光電位敏定位方法,其特征在于:在螺旋電極上設(shè)置參考點(diǎn)A,電壓差Va,極坐標(biāo)半徑rA;通過公式|Vl-V2/VA| = |r/rA|修正實(shí)時(shí)得到的極坐標(biāo)半徑r,降低P值不準(zhǔn)確造成的計(jì)算誤差。
【文檔編號(hào)】G01B7/004GK103615961SQ201310584923
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】趙彥立, 文柯, 王 琦 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)