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。     

新型零差激光干涉仪测量误差因素分析

介绍了新型零差激光干涉仪的测量原理,实验和理论分析了干涉条纹宽度、激光光强、散斑效应对该激光干涉仪测量误差的影响。结果表明,干涉条纹宽度对振幅测量值影响并不明显,测量误差为0.5%;光强变化引起的振幅测量误差为0.5%,光强较弱会增大测量误差;散斑效应引起的振幅测量误差与透镜参数有关,测量误差为0.4%。该新型零差激光干涉仪可有效降低测振系统对测量环境的要求。     

零差干涉仪用于振动校准中关键技术的研究

针对零差干涉仪用于低频振动校准中数据量过大的问题,分析了其输出干涉信号的特点,采用了一种动态相位的展开算法,该算法利用了振动过程中加速度量的信息,能够大大降低频振动校准时对采样率的需求,从而有效地减小了采集时的数据量。针对正弦振动参数计算的问题,采用了基于最小二乘算法的参数递推算法,既能避免参数计算是矩阵求逆等运算操作,还能实现参数的实时计算。结果表明,利用本文所述方法能够有效地拓宽零差干涉仪用于低频振动测量时的频率下限。     

压电谐振传感器机理在超低频振动中的研究

提出了利用压电谐振机理实现超低频振动传感器的实用方法,通过对压电谐振式传感器机理分析研究,得出可测超低频范围可以在0～3Hz.对该超低频振动传感器的具体电路、工作原理以及模拟结果进行了系统的分析与阐述.     

超低频振动国家计量基准装置的研究与建立

根据超低频振动标准装置的研究现状和应用需求,研究和建立了国家振动幅值和相位基准装置,其频率为0.002 Hz~160Hz、振幅为峰峰1 m、承载30 kg、加速度波形失真度＜1%。介绍了装置的结构组成,描述了大行程水平振动台的设计方案、反馈控制技术、管线拖曳系统和激光测振系统,给出了装置的主要技术指标和比对实验数据。解决了我国超低频振动计量的溯源问题     

激光聚焦式测头测量微振幅低频振动的设计与验证

文章给出了利用激光聚焦式测头测量微幅低频振动的振幅和频率的实验结果和分析。在简要介绍激光聚焦式测头的原理及其测振装置的基础上,利用压电陶瓷驱动的微动平台模拟了频率lOHz的不同振幅正弦波和方波。研究结果表明,激光聚焦信号适用于测量微幅振动的振幅和频率,是一种值得研究与开发的微幅低频振动测量装置。     

低频、超低频振动计量技术的研究与展望

介绍了低频、超低频振动计量的主要应用领域,在国内外研究现状的基础上,指出低频、超低频振动计量包含三个关键性问题,即控制系统中测振传感器,精确地实施校准以及优良的测振技术,供广大技术人员借鉴参考.     

激光干涉波形解调测量振动相位新方法

激光干涉频比计数法广泛应用于绝对法振动标准装置,针对频比计数法只能测量振幅不能得到振动相位,提出一种利用激光干涉条纹与振动台运动位移之间的关系,实现测量振动相位的新方法,并给出激光干涉波形解调测量振动相位的数学模型。该方法基于零差的迈克尔逊激光干涉仪,利用高速采集器同步采集激光干涉信号和传感器信号,并在Lab VIEW虚拟仪器开发平台上,软件解调振动波形,实现振动幅值和振动相位的实时测量。测量结果与正弦逼近法相一致。     

激光干涉技术在振动冲击中的应用

振动冲击计量标准中采用激光干涉仪作为量值溯源工具,本文就振动冲击实验室应用的两类干涉仪从光学原理方面进行一些简单的分析对比。给出了二者之间的一些相同和类似点。     

激光位移传感器实时测量超声波振幅和频率的试验研究

超声波振动技术已经广泛应用于各类生产加工行业.但是,目前为止有关超声波振动实时监测方面的研究鲜有报道.本文提出了一种可行的实验方法对超声振动进行实时监测.超声波的振动由超声波发生器及其传递装置产生;通过使用世界领先的超高速、高精度电容耦合装置激光位移传感器对超声波振动进行实时跟踪和测量;所测振动数据由计算机存储并且开发了一系列Matlab程序进而从原始数据中滤除噪声对超声波振动数据的干扰.结果显示:通过这一实验方法能够对超声波振动频率和周期进行精确评估,尤其是能够对超声波振幅进行精确测量,其测量精度可达到±0.1μm.超声波功率对超声波振幅的影响也可以通过这一实验方法显著呈现.     

高测速双频激光干涉仪及其性能检测

新型驱动电机和高速传动器件的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1000mm/s，而目前商用外差干涉仪的测量速度不能完全满足这一要求。为此，研制了一种基于5MHz频差双频激光器的高测速干涉仪，理论上的最高测量速度可达1580mm／s。通过实验对测量速度和计数频率进行了检测，结果证明，这种干涉仪可以达到的最高测量速度为980mm／s，外触发计数频率达11kHz。     

激光测振技术的最新进展

激光测振技术在近20年取得了巨大进展。本文以2004年6月在意大利召开的第六届激光测振国际会议的技术内容为基础，重点介绍激光测振技术在计量学方面的进展和在其他领域的应用。     

激光干涉仪在气体微小流量测量中的应用

为了提升气体微小流量的校准能力,拓展流量校准范围下限,以被动活塞式玻璃体积管主标准器作为研究对象,提出一种使用激光干涉仪实时测量活塞移动位移从而计算得出标准流量的方法,将流量范围下限从1 mL/min扩展至0.01 mL/min.开展了流量重复性试验及标准流量不确定度分析,试验结果表明该标准器在扩展的微小流量范围内具有...     

用数字波面干涉仪快速检测平晶的平行度

文章提出了一种新的检测方法即用数字波面干涉仪检测平晶的平行度.分析了测量不确定度的来源,并对测量不确定度进行了分析评定.与传统的方法相比在保证测量准确度的前提下,大大提高了工作效率.     

基于变幅放大的机械振动精密测量仪设计

为了实现对微弱振动的频率检测,提出一种基于变幅放大的机械振动测量方案,并设计了机械振动精密测量仪。测量时由变幅放大装置将微弱振动的幅值放大,然后经压电敏感元件转换为电信号,并通过高速A/D转换器和FPGA硬件电路完成对信号的采样过程,再利用软件插补细分算法实现0.061ns级的时间测量,从而实现高精度的频率测量。     

双波长激光量块干涉仪研制

本文介绍了双波长激光量块干涉仪的工作原理,详细描述了仪器的光学,机械设计以及干涉图象处理和量块中心长度自动判读技术,该干涉仪满足1等量块的测量不确定度要求,目前已用于高等级量块的自动化测量。