在需要主动轴带动从动轴旋转的大型、贵重机械设备中,检测两轴的中心线是否重合(即对中度)是动力机械等装配工作中十分重要的一步。如果对中良好,机器损坏将减少,突发故障得到防止及维修时间得到减少。经验证明, 对中不准将造成机械损坏,严重的将会危害操作人员生命安全。在两轴对中测量领域中,目前国外有多种高技术、高精度的光测量仪器,如德国普鲁夫激光对中仪,瑞典FIXTURLASER 激光对中仪等。本课题是由美国派利斯(北京)有限公司根据国内无该产品,而实际工业又急需的情况下,与北京工业大学合作建立激光对中仪研发项目的。激光对中仪是目前较为理想的精密对中测量仪器,它与回转轴相连接的是小巧而安全的半导体激光器(LD)和分辨率为6 的光电半导体位置探测器(PSD)。它的核心算法和人机交互功能由单片机系统完成。本论文在研发激光对中仪基础上完成。首先介绍半导体激光发生器产生激光的机理,然后根据激光的特性,研究了激光在测量中的不变量——能量中心。再研究了光接收器件位置敏感探测器PSD 探测机理和后续处理电路。依此机理,通过将激光束看成理想的直线,利用几何对称性,研究并建立双光束LD/PSD 激光对中仪数学模型,给出被测量参数坐标计算公式,通过该公式可得出两回转轴轴偏差、角偏差。在实际测量中,只要测量双光束LD/PSD 在两个角度时光斑的坐标,即可求得两轴的相对位置。系统核心MCU 是新华龙公司C8051F020 单片机,该单片机采集经过放大的PSD 输入电压信号,经过片内模/数(A/D)转换后,送入主处理机进行各种处理。最后,设计并研发整个仪器,系统包括半导体激光器、测量传感器、放大电路模块、单片机系统、LCD 显示模块和供电模块。um