光學(xué)干涉計量用于振動測量的算法和實驗研究.pdf

1、光學(xué)干涉計量方法具有一系列獨特的優(yōu)點，包括非接觸、非破壞、高精度和高靈敏度等，在生產(chǎn)和研究中獲得了廣泛的應(yīng)用。光學(xué)干涉計量方法主要可分為兩大類，全場干涉計量如全息、散斑、云紋方法等，以及激光多普勒測量。近年來，隨著高速信號采集系統(tǒng)的發(fā)展，光學(xué)干涉計量用于動態(tài)測量的研究成為實驗力學(xué)的一大熱點。本文對兩大類光學(xué)干涉計量方法在振動測量的理論和實驗方法進(jìn)行了研究，來提高測量的精度和分辨率。其中，全場干涉計量法以數(shù)字全息干涉計量法為代表。

2、　　 隨著高速數(shù)字圖像傳感器如CCD(Charge-coupledDevice)的發(fā)展，數(shù)字全息干涉計量得以實現(xiàn)全息圖采集的自動化，為其在振動測量領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本文對數(shù)字全息干涉計量進(jìn)行了理論分析，對影響其分辨率和重建像復(fù)振幅的因素進(jìn)行了分析。針對目前通用的數(shù)字全息時間序列測振方法在算法方面的不足，總結(jié)和改進(jìn)了復(fù)數(shù)域的三維加窗傅里葉處理方法，有效提高了振動參數(shù)提取的精度。
　　 窗口傅里葉變換是用于位相提取的有力工具之

3、一，而窗口尺寸是影響窗口傅里葉變換效果的主要因素。本文對窗口尺寸如何選擇的問題進(jìn)行了研究，得出了最佳窗口尺寸的理論并進(jìn)行了模擬和實驗驗證。
　　 對鼓膜的自由振動和小尺寸懸臂梁的簡諧振動，采用離軸菲涅耳數(shù)字全息和預(yù)放大式數(shù)字全息進(jìn)行了測量，應(yīng)用復(fù)數(shù)域的三維加窗傅里葉處理方法，精確提取了試件在整個振動過程中的位移、速度和加速度數(shù)據(jù)。
　　 同全場干涉計量法相比，單點測量的激光多普勒測振方法的時間分辨率高但空間分辨率卻很低，