基于DPGC技术的激光干涉纳米振动测量系统

基于数字相位载波调制(DPGC)原理,建立了激光干涉振动测量系统及其信号解调的软硬件处理平台,以24位数字信号采集卡配合64位PC处理器作为硬件电路的核心,实现了参考波形的发生与待测信号的实时采集,利用LabVIEW软件平台构建了DPGC算法,实现了振动信号的实时解调.实验结果表明,基于PC平台的DPGC信号解调方法,降低了传统的模拟PGC技术中模拟乘法器和微分器等硬件电路的漂移和噪声,提高了信号解调精度,改善了系统信噪比,实现了对频率范围10～200Hz低频振动信号的高精度测量,其分辨力达到0.14nm,动态范围达到120dB.     

基于锁相环的解调技术研究

介绍了调相信号的锁相解调技术基本原理以及利用集成锁相环NE564实现对信号的锁相解调。为了解调出不失真的波形,利用集成锁相环NE564和LM725CN芯片设计PM调制解调系统,可以直接实现信号的调制解调功能,利用相位能稳定跟踪的特点避免了频率失锁的缺陷,提高了测量精度。该系统具有操作简单、稳定性强的优点,并在激光外差干涉信号的解调中具有较强的实用性。     

纳米级正弦振动幅相特性测量技术的研究

概述外差激光干涉测量技术的基本原理和特点，针对马赫-泽德外差式激光干涉仪在绝对法振动校准技术中的应用，介绍测量系统的构架以及完成数据采集和信号处理的虚拟仪器技术。详细介绍了测量系统频移变换部分和数字信号处理部分的组成原理和技术实现，论述了其中数据采集、数字解调、曲线拟合等技术难点。本文描述的这种振动测量技术运用正弦逼近的信号处理方法，可以对线性正弦振动量进行幅值和相位的纳米级精确测量。     

一种时域解调激光干涉仪调制信号的方法

针对某低频水平振动校准设备的激光干涉仪,利用NI公司的多功能采集卡,采集激光干涉仪的调制信号及与其同相位的电容式位移传感器的输出信号.根据激光干涉仪调制原理,提出一种时域解调调制信号的方法.根据调制信号条纹的时域特性和它被限幅的实际特点,利用labview软件实现了信号的解调,并将电容位移传感器信号作为参考信号,还原解调后信号的相位,从而得到振动台高精度的振动波形.实验证明,此方法对连续振动信号的解调效果良好,具有较好的重复性和稳定性,精度可达到激光干涉仪发射激光波长的四分之一.     

一种基于残周期拟合的激光测冲击信号解调方法

针对激光干涉法冲击加速度校准中调频信号的数字化解调问题,提出一种基于残周期正弦波拟合的解调方法,使用约1/5周期的残周期正弦波模型进行滑动拟合,实现FM信号的数字化解调,对激光多普勒冲击信号波形具有良好的适应性,无需信号的截取等操作,拥有良好的算法稳定性和一个采样间隔的时间分辨力.在一组实际测量波形上的实验,验证了所述...     

1 550 nm全光纤激光多普勒测振系统研制

针对目前国内激光测振系统价格昂贵、使用不便的问题,采用1 550 nm波段成熟的窄线宽光源和光纤元器件研制了一套低成本的全光纤激光测振系统原理样机。此原理样机光路部分采用马赫?泽德干涉仪结构,搭建了外差式激光干涉光路,参考光被40 MHz的声光调制器调制,与测量光在光电探测器表面发生干涉,产生原始的激光多普勒信号;信号解调部分采用相位解调法对原始激光多普勒信号进行解调,得到振动目标的运动特性,包括位移、速度和加速度信息。采用本单位的振动标准装置对其性能进行了测试,实验结果表明：在10 ~ 2 000 Hz的中低频振动范围内,1 550 nm全光纤激光多普勒测振系统峰值位移、速度和加速度的测量误差在-0.6% ~ 0.7%内。该系统在中低频段具有较高的测量准确度,且成本相对较低、操作便捷,具有技术借鉴价值。     

基于小波变换的激光外差干涉微裂缝信号解调算法

为了解调出带有裂缝信息的微弱超声信号,提高激光外差干涉法探测材料表面裂缝的能力,研究了利用小波变换实现激光外差干涉微裂缝信号的相位解调算法,并将小波变换算法运用到实验获得的零差信号,提取出超声信号,得到了被测样件裂缝的位置信息.实验结果表明:利用小波变换算法得到的被测样件裂缝的距离与实际距离的误差率为2.40%,验证了算法的可行性和准确性.     

用自混合干涉测量振动

激光二极管自混合干涉信号的频率与外腔振动的速率成正比,为了从自混合干涉信号重建振动信号,采用频率电压变换的方法.用整形后的自混合干涉信号驱动模拟开关,来开关电容做电荷转移实现频率电压变换,用振动的激励信号驱动另一个模拟开关让电容的充电电源随振动的相位变化做极性变换,这样从自混合干涉信号中还原出振动信号.还原出来的信号的振幅与振动的振幅成正比,波形与正弦激励信号的波形一致.该方案操作简便、成本低廉,可以用于有确定激振方式的振动特性测量.     

基于频移及谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法

通过对旋转机械变速运行齿轮箱振动研究,提出基于频移及谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法。对齿轮箱变速等非稳态信号进行时域同步采样,利用阶比跟踪对时域信号等角度重采样转换为角域准平稳信号,克服转速波动对信号分析产生的频率模糊现象;对角域信号进行同步平均削弱与转速无关的频率成分,提高信噪比;对平均信号进行窄带解调分析,通过对阶比谱自动编辑分离出齿轮故障主要啮合阶比分量后恢复到角域信号,进行幅值解调及基于频移的相位解调,据幅值解调及相位解调波形图提取齿轮故障特征。结果表明,基于频移、谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法能有效提取齿轮故障特征信息。     

Mach-Zehnder光纤干涉仪相位载波调制及解调方案的研究

本文根据Mach Zehnder光纤干涉仪相位调制与双光束干涉测量的特点 ,提出了一种采用相位调制器 (PZT)实现相位载波调制 ,利用贝塞耳函数进行傅里叶分解实现相位调制信号解调的检测方案。理论分析表明 ,该方案能有效地抑制随机干扰信号对测量精度的影响