振动传感器的相位特性测量

本文描述用激光干涉的方法测量机械振动的幅值及相位,并由此测量振动传感器灵敏度的幅频及相频特性,重点是相频特性,特别是反正切函数的计算方法。     

激光干涉法测量微小振动

文章介绍用激光干涉法测量新型压电微驱动器动态位移响应的实验原理及方法。实验结果表明,这类PZN－PZT微驱动器不仅具有高的电压－位移灵敏度,而且其频响可高达1kHz,是一种很好的微驱动器件。     

超低频激光干涉法振动幅相特性测量技术的研究

基于对结构动力学、地球物理和地震物探等研究领域中超低频振动计量器具量值溯源迫切需求的分析,对超低频（低至0.002Hz）、大振幅（1m（p-p））激光绝对法振动幅值和相位测量技术进行了研究。针对激光干涉仪在动态超低频、大振幅情况下,跟踪测量性能变差的问题,研制了具有直流输出特性的大光程零差正交激光干涉仪;采用自主提出的自适应动态分解算法,解决了超低频数据量庞大、数据采集处理困难的技术难题.。给出了在超低频振动台上对石英挠性加速度计进行校准的实验数据。结果表明,该系统可实现动态光程大于1m、频率范围0.002Hz~2kHz的加速度幅值和相位的激光绝对法精确测量。     

激光干涉法测量液态SCN-Eth合金折射率

本文采用迈克尔逊干涉光路中加入一楔形样品池的方法,精确测量了液态SCN-Eth合金的折射率,给出了不同温度、不同浓度下液态SCN-Eth合金折射率的变化关系。该方法简单易行、测量精度高、易于温度控制,适应于不同温度下各种液体折射率的精确测量。     

零差激光干涉仪在超低频大振幅振动测量中的应用

介绍了利用正交的零差激光干涉仪测量安装于振动台面被测靶体的位移,实时计算出运动速度和加速度,从而实现对位移达1m的超低频振动传感器的实时绝对校准。     

微振动的高精度测量

为了测量振幅小于1μm的微振动信号,在传统迈克尔逊干涉仪的基础上,提出了一种大光程差情况下的实时高精度测量系统。该系统使用单频窄线宽光纤激光器来减小长光程差下的相位噪声影响;用零差解调方法来抑制环境影响导致的相位漂移;双路平衡检测的使用将光源强度噪声降低16dB左右。当测量距离为10m时,光源引起的相位噪声仅为5.28×10-rad/Hz1/2;但由于6电路处理上的限制,实际可探测的最小灵敏度约为10-rad/Hz1/2。当被测信号在100Hz~4kHz之间5时,系统具有良好的线性响应度。     

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     

激光干涉法测量液态SCN—Eth合金折射率

本文采用迈克尔逊干涉光路中加入一楔形样品池的方法,精确测量了液态ＳＣＮ－Ｅｔｈ合金的折射率,给出了不同温度、不同浓度下液态ＳＣＮ－Ｅｔｈ合金折射率的变化关系。该方法简单易行、测量精度高、易于温度控制,适应于不同温度下各种液体折射率的精确测量。     

外差式激光干涉振动一次校准

文章先扼要介绍ISO 16 0 6 3- 11中所列 3种激光干涉振动一次校准方法 ,以及用零差式迈克耳孙激光干涉仪正弦逼近法实现加速度的灵敏度和灵敏度相移的校准 ,然后在此基础上 ,从原理、结构和使用等方面介绍外差式激光干涉振动一次校准 ,以及PTB如何用外差式激光干涉技术较大幅度地提高与扩展振动校准频率、校准位移等技术。     

干涉型全光纤加速度地震检波器

以全光纤迈克尔逊干涉仪为基础,研制出由地震敏感元件组成的单分量双光路加速度地震检波器样机,并提出了三分量检波器的设计方案。为了考察缠绕光纤前后顺变柱体弹性模量的变化,做了拉伸和压缩实验,以确定其作为敏感元件的关键特性。该检波器可用于检测小到0.01g的加速度。     

基于DTFT的一种低频振动信号相位差测量新方法

现有基于DFT频谱分析的相位差测量方法在测量低频振动信号的相位差时，精度明显下降，甚至无法测量，其主要原因之一是忽略了频谱中的负频率成分贡献。基于离散时问傅里叶变换（DTFT），提出了一种计及负频率影响的低频振动信号相位差测量方法，分别给出了加矩形窗和加汉宁窗对应的相位差计算公式。仿真及实测结果表明，在无噪声背景下，该方法具有很高的精度，误差接近双精度运算的下限；在噪声背景下，其测量精度仍高于传统的DFT频谱分析方法。提出的测量方案简单实用，特别适用于频率很低或接近奈奎斯特频率的振动信号的相位差测量。     

基于相位解调的光纤MEMS压力传感器

提出了一种新的压力传感器,该传感器基于Fabry-Perot腔干涉和相位解调理论测量压力。设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器。阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响。研究了基于相位解调法的傅里叶变换方法,傅里叶解调法受光源强度波动的影响较小,解调精度高。实验结果表明改传感器在[0-3]MPa测量范围内,线性好,灵敏度可达到3.50 m/MPa（腔长改变/压力）。     

基于起始触发相位调整的三角波线性度测试方法研究

为解决信号模拟器专用测试设备三角波线性度的测试标定需求,提出一种基于起始触发相位调整的三角波线性度测试方法。以设备外触发输出作为基准,通过调整三角波的起始触发相位,将三角波的上升沿或下降沿进行梯级水平切割,采用数字示波器和数字电压表组合方式进行监视和测量不同梯级的电压,利用最小二乘法计算出三角波上升沿或下降沿的线性度,并对测量结果的不确定度进行分析评定。测量结果比对表明,设计的三角波线性度测试方法切实可行,能推广应用到函数发生器三角波线性度的测试,具有很好的实用性。     

基于行波方法的智能悬臂梁振动控制

从振动波传播的观点，基于行波理论研究了一维悬臂梁的振动控制方法。以Bernoulli-Euler梁模型为研究对象，研究了行波理论建模和分析方法。在此基础上，基于横向位移、横向转角、应变这三种不同测量信号，应用波传递和反射的关系式，分别设计了行波控制器，并推导了时域和频域的控制力。最后对一悬臂梁进行了振动控制，数值算例表明了行波控制是有效的。     

基于振动的发动机转速高精度动态测量新方法

提出一种无需编码盘和鉴相装置的往复发动机瞬态转速测量新方法.该方法是基于发动机振动信号最低谐次频率获得发动机的估计转速,在发动机转速平稳或波动不大情况下采用离散频谱校正技术对估计转速进行校正以提高测量精度;在发动机处于升速或降速等非平稳状态时则利用获得的估计转速对发动机进行阶次跟踪,利用阶次谱获得估计转速校正参数,从而实现对发动机瞬态转速的动态测量.台架实验和不同缸数的实车测试都验证了该算法在发动机转速提取上具有很高的精度.较之在文献中常见的基于编码器的转速测量方法,这种方法硬件简单,特别适用于在用车日常维护和检测中使用.     

基于局部均值分解的行波故障测距方法

针对当前输电线路行波故障测距存在波速不确定性与行波波头到达时间难以准确测量问题,提出一种基于局部均值分解(local mean decomposition,LMD)的行波故障测距方法,该方法在传统双端测距线路中间增加一个测量点,利用无故障线段的长度和测量点检测波头时间求出输电线路的行波波速,有效消除波速对测距精度的影响;利用LMD算法对行波故障电流线模分量进行分解,根据分解得到第一个分量PF瞬时频率曲线的首个频率突变点准确测量行波波头到达时间。采用Simulink搭建输电线路仿真模型,将该文行波故障测距方法与小波变换测距、HHT变换测距方法(Hilbert-Huang transform,HHT)进行仿真对比,结果表明:该文方法测距精度高于小波变换测距、HHT变换测距方法,对实际输电线路故障测距具有重要应用价值。     

基于广义解调时频分析的多分量信号分解方法

广义解调时频分析方法是一种新的信号处理方法，该方法将广义解凋和最大重叠离散小波包变换相结合对复杂信号进行分解，得到若干个瞬时频率和瞬时幅值都具有物理意义的单分量信号，从而获得原始信号完整的时频分布。本文在介绍广义解调时频分析方法的基础上，将该方法用于多分量信号的分析，对该方法进行了改进，给出了由改进的广义解调时频分析方法分解多分量信号的具体步骤，从而由改进后的广义解调时频分析方法不仅可以得到原始信号中各个分量的时域波形，而且还可以得到相同的时频分布。采用改进后的广义解调时频分析方法对仿真信号进行了分析，同时和其它时频分析方法进行了比较，结果表明了该方法的有效性。最后，对广义解调时频分析方法中的相位函数选择问题进行了讨论。     

基于干扰方位跟踪的自适应干扰抑制方法

针对复杂海洋环境中声呐探测弱目标易被强干扰淹没的问题,提出一种对被动声呐探测到的强干扰源进行跟踪抑制的方法,通过对观测数据的互谱密度矩阵(Cross Spectral Density Matrix,CSDM)进行特征分解,根据干扰方位范围的先验知识,对干扰源的方位进行跟踪,依据方位信息选择代表强干扰的特征向量,依此根据不同的算法重构剔除了干扰信息的CSDM。数值仿真和海试数据验证结果表明,该方法能够在已知干扰初始方位区域的情况下自适应地抑制强干扰,较好地保留并提取目标信息,检测出感兴趣的目标。该方法为后续的目标识别与跟踪提供了有利条件。     

激光干涉二等量块自动测量装置

该文利用激光干涉测长原理研发二等量块自动测量系统,该装置采用633 nm碘饱和吸收稳频He-Ne激光器作为标准。硬件方面设计、开发机械本体,搭建激光光路和信号处理模块,研发精密定位的柔性传感器,选配相关电机驱动和环境参数监控系统;软件方面研发数据采集和监控处理程序、测量结果判定及环境参数补偿软件。本装置测量范围上限达100 mm,测量量块的扩展不确定度为U=0.04~0.08μm(k=3),其复现量值指标达到JJG 146——2011《量块》的技术要求。