基于線陣CCD的圖像和位置傳感系統

摘要：本文介紹的是一種基于線陣CCD的圖像和位置傳感系統。此系統以C18051F020型微控制器作為下位機，進行CCD的驅動和與計算機(上位機)的通訊等；計算機通過用Labview編寫的人機交互軟件控制整個系統的運行；上位機和下位機之間以RS232接口通訊。經測試，本系統進行干涉、衍射等一維光學實驗收到良好效果；位置傳感器的定位粘度達140μm，定位頻率達50Hz以上。
關鍵詞：微控制器；Labview；線陣CCD；位置傳感器

0 系統概述
本系統原理如圖l所示，計算機通過RS232接口和C8051微控制器進行通訊，控制整個系統的運行；C8051微控制器控制CCD進行光信號的采集，同時將采集的數據傳輸至計算機；應用Labview編寫的人機交互軟件可以全自動地操作整個系統，并對采集的數據進行分析、處理和一維模擬成像。
平行光通過單縫等光學元件時，會按照一定的光學規律分布，線陣CCD則能夠將一維的光信號轉化為模擬電信號，再通過一系列的電信號處理，就能夠在計算機上顯示光強的分布。同時，如果中間的光學器件是一個單縫，則縫的中心點對應的是光強的最大值，通過這個原理能夠標記器件的位置信息(如圖1)。本系統對彈簧振了和單擺等動力學系統進行了測試，獲得了非常好的效累。