PSD光电位置探测器实时测距系统研究(3)
2.1.3 微波测距
微波传感器是继超声波、激光、红外和核辐射等传感器之后的一种新型的非接触式传感器。微波是介于红外线与无线电波之间的电磁辐射，具有电磁波的性质。它不仅用于微波通讯、卫星发送等无线通讯，而且在雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜等方面也有应用，由于微波与物质的相互作用，在工业中，微波传感器对材料无损检测及物位检测具有独到之处。在地质勘探方面，微波断层扫描已成为地质及地下工程的得力助手。所以微彼传感器在工业、农业、地质勘探、能源、材料、国防、公安、生物医学、环境保护、科学研究等方面具有广泛的应用前景。微波传感器是利用微波特性来检测某些物理量的器件或装置。由发射天线发出微波，此波遇到被测物体时将被吸收或反射，使微波功率发生变化。若利用接收天线．接收到通过被测物体或由被测物体反射回来的微波，并将它转换为电信号，再经过信号调理电路，即可以显示出被测量，实现了微波检测。根据微波传感器的原理，微波传感器可咀分为反射式和遮断式两类。
2.2 光学方法
光学方法分为：干涉法、光切法、光电法等，各有特点及应用范围。
2.2.1 干涉法
干涉法测量多数是利用迈克尔逊干涉原理实现的，当两束具有相同频率、相同振动方向、位相差恒定的光，在空间某区域相遇并叠加时，便会产生干涉现象，利用同一光源发出的两束光也能产生干涉现象，这两束光经过不同的反射路径后，就形成两相干光束，干涉条纹移动和被测物位置变化之间存在着联系，利用此联系就能实现位移测量。干涉仪是此原理应用的典型。
2.2.2 光切法
利用一束光照射在被测物体上，经过折射透过被测物体，在被测物体底座的界面上发生反射，反射光又经过被测物折射后沿反射光的折射方向出射，我们可以推导出被测物体的厚度与折射率n、入射角及表面观察厚度的数学关系表达式，建立厚度非接触测量的数学模型。这种原理的测厚一般是用于在金属、非金属底座上透明物体的厚度测量，因而使用范围较窄。
2.2.3 光电法
光电法是光学法中应用较好的一种，它是以光电器件为传感元件，进行光电转换，通过对电信号的分析而实现几何量的测量。这种检测方法可检测长、宽、直径、表面粗糙度、角度等多种几何量；测量对象也较广，并不局限于金属或非金属；而且测量精度高，性能稳定，因而在几何量测量领域使用较多；缺点是：仪器对环境、振动、温度、湿度等较为敏感，现有的设备有：三坐标测量机、激光比长仪等，都是光学方法中的光电法，其主要原因是：
充分利用了当前品种齐全、性能良好的光电器件为传感元件；
可以检测多参数，如：长度、宽度、直径、表面粗糙度、面积、角度等；
测量对象较广，并不局限于金属或非金属；
测量精度高，性能稳定，可实现非接触测量；
能完成光信号到电信号的转变，易于用多种成型的电信号分析、处理方法，实现位移测量。[2][3][4]
光电法测量可表述为：光源发出的光经过光学系统后被光电器件接收，光电器件接收到的光信号与被测对象之间存在确定的数学关系，光电器件将光信号转换成电信号，经放大后由测量仪表读出被测对象的值或变化量；或由计算机处理数据、显示结果变化；或将测得的值反作用于自动化装置的执行机构来反馈控制生产过程。
3 测距系统的测量原理与方法
在非接触测量方法中，基于位置敏感探测器(Position Sensitive Detector，简称PSD)和光学三角法的测距方法已成为了当前研究的热门[5]。PSD是80年代初期发展起来的一种新型位置传感器，它具有位置分辨率高、响应速度快、不需要扫描、信号处理简单等优点。由于PSD是非分割型元件，可连续输出模拟信号．无死区，位置输出信号只与入射光斑的重心位置有关，对光斑形状无严格要求，因而光学系统比较简单，而且在检测入射位置的同时还可以检测入射强度，使PSD特别适合于对距离、位置、位移、角度等量的实时测量。