基于激光多普勒技術(shù)的微機(jī)電系統(tǒng)運動檢測.pdf

1、本課題研究了利用激光多普勒技術(shù)測量微型振子、馬達(dá)等微機(jī)電器件的瞬時速度、加速度、轉(zhuǎn)速、角加速度等運動參數(shù)的方法。 論文在前期探索基礎(chǔ)上，從測量光路、信號處理電路和信號處理軟件等三方面對差動多普勒測量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。采用鎖相環(huán)電路對信號進(jìn)行解調(diào)，并添加了微機(jī)電器件運動方向的辨向電路。通過時頻分析，建立了一種能夠在時間和頻率上同時表示信號的能量或者強(qiáng)度的分布，并在此基礎(chǔ)上提取信號中所包含的特征信息的信號處理方法。綜合考慮激光的透鏡變

2、換、像差和實際需求等因素，采用非球面透鏡聚焦，實驗獲得了微米級測量光斑。 搭建了可同時測量微機(jī)電器件的面內(nèi)和離面運動的激光多普勒檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能檢測微機(jī)電系統(tǒng)的瞬時運動速度、轉(zhuǎn)速、角加速度和位移等運動參數(shù)，可用于MEMS器件的高階振動測量。提出了一種用于微機(jī)電系統(tǒng)模態(tài)分析的試驗方法，該方法可用于確定諧振器結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)如固有頻率、阻尼和振型。 設(shè)計了微定位系統(tǒng)，同時加入CCD攝像監(jiān)測光路，使測量光斑能準(zhǔn)確定位于被測點。