目前的非接觸測量方式對測量裝置自身受環境衝(chong) 擊振動產(chan) 生的影響考慮較少，這會(hui) 對測量效果產(chan) 生影響。文中提出了一種振動自補償(chang) 的低成本的測振方法,采用位置探測器測量振動信號,並利用 MEMS 加速度計測量測振係統自身振動用於(yu) 補償(chang) 。經補償(chang) 後,環境振動衝(chong) 擊對使用位置探測器方法得到的振動測量結果的影響顯著減弱。
基於(yu) 位置探測器和加速度計的補償(chang) 測振法
基於(yu) 位置探測器（PSD）的測振法目前廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 工業(ye) 和實驗之中，具有成本較低和結構簡單等優(you) 點。該方法在測量中的主要設備為(wei) PSD和激光器，測量的是測振係統和待測物體(ti) 之間的相對位移，該位移是由待測物體(ti) 的表麵振動和測試係統本身振動兩(liang) 方麵所引起的，當環境影響較大時測振係統自身的振動會(hui) 對測試產(chan) 生較大影響，因此這部分影響必須考慮。
本文提出了一種低成本的對係統自身振動補償(chang) 的測試方法。利用PSD獲取測振係統和被測物體(ti) 的相對位移，並利用與(yu) 測振係統固連MEMS加速度計測量係統自身振動，以實現測振係統所受環境振動的補償(chang) 。
基本原理如圖1所示，實際試驗係統如圖2所示。激光準直後經反射鏡反射到被測麵，反射光入射到PSD，被測物體(ti) 的振動將會(hui) 引起光斑的位置移動。在實際實驗中，將被測物體(ti) 放置在納米位移台上，以此模擬物體(ti) 的振動。
圖1 PSD振動測量原理示意圖
圖2 基於(yu) PSD振動測量實驗係統
MEMS加速度計和測振係統固連，通過感知測振係統相對於(yu) 慣性坐標係的加速度計算得到位移量，計算的方法如下所示：
假設測到的加速度信號為(wei) ：
，其中
是測量誤差，f(t)是加速度和時間相關(guan) 的函數。
經過二次積分可得：
，s(t)為(wei) MEMS加速度計位移，
和
為(wei) 測量誤差。
由上述結果可知經過多次積分後，原本的測量誤差會(hui) 被放大並zui終造成結果與(yu) 實際嚴(yan) 重不符，所以需要對信號做正確的處理，本文采取Min二乘法。
整套係統的連接方式和數據同步處理流程分別如圖3和圖4所示。
圖3 FPGA板卡、PSD及加速度計的連接方式
圖4 數據同步與(yu) 處理
為(wei) 了驗證本文方法對測量結果的補償(chang) 效果，通過控製高精度納米位移台產(chan) 生200HZ的5um振幅，並且采集信號，測試時間為(wei) 十秒。圖5(a)和(b)分別是PSD和加速度計測量得到的結果，圖6則是截取圖5其中一段之後所得到的分析結果。圖6(e)和圖6(f)是 PSD 測量結果經過 MEMS 加速度計補償(chang) 後的效果,可以看出係統自身振動得到補償(chang) ,待測物體(ti) 的等幅正弦振動得以呈現。
圖5 環境引入振動情況下的 PSD 與(yu) MEMS 加速度計對待測物體(ti) 振動的測量結果
圖6 環境引入振動情況下對 200 Hz 物體(ti) 振動信號測量及補償(chang) 結果
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