低頻振動(dòng)在高精度加工、測(cè)量、控制等場(chǎng)合會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響,被動(dòng)隔振方法難以有效減小低頻振動(dòng),精確測(cè)量低頻振動(dòng)是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)隔振的前提。為解決低頻微小振動(dòng)的檢測(cè)問(wèn)題,研制了低頻光學(xué)加速度計(jì),并完成了不確定度評(píng)定。本文主要完成了如下工作:1、根據(jù)像散檢測(cè)原理將DVD光學(xué)讀取頭發(fā)展設(shè)計(jì)為高精度微位移傳感器。結(jié)合傳感器特性設(shè)計(jì)了相匹配的電壓轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大電路、低通濾波電路。2、對(duì)拾振結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析并提出了優(yōu)化方案。建立了懸臂式拾振結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,得到了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)固有頻率的影響關(guān)系式,確定了合適的材料和結(jié)構(gòu)尺寸。分析討論了懸臂式拾振結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的不足,通過(guò)仿真驗(yàn)證了對(duì)稱式拾振結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的可行性。3、標(biāo)定測(cè)試了懸臂式加速度計(jì)與對(duì)稱式加速度計(jì)的性能指標(biāo)。以自制PZT振動(dòng)臺(tái)為振源,高精度電渦流傳感器為參考傳感器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)標(biāo)定及測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)稱式加速度計(jì)性能更佳:頻率響應(yīng)范圍在1-10 Hz、靈敏度為10.8 V/g、分辨力大小約為2.6×10^-3 g、固有頻率46.5 Hz,能夠應(yīng)用在低頻微小振動(dòng)測(cè)量場(chǎng)合。4、以對(duì)稱式加速度計(jì)為例分析了主要誤差來(lái)源并完成不確定度評(píng)定。通... 

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究起源與目的
    1.2 加速度計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電學(xué)加速度計(jì)
        1.2.2 光學(xué)加速度計(jì)
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
2 加速度計(jì)原理及設(shè)計(jì)
    2.1 振動(dòng)傳感器的理論基礎(chǔ)
        2.1.1 振動(dòng)傳感器的檢測(cè)原理
        2.1.2 低頻加速度計(jì)設(shè)計(jì)方案
    2.2 微位移傳感器及電路設(shè)計(jì)
        2.2.1 DVD光學(xué)讀取頭運(yùn)作原理與關(guān)鍵器件
        2.2.2 光學(xué)聚焦原理及微位移傳感器的改裝
        2.2.3 硬件電路設(shè)計(jì)
    2.3 拾振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化
        2.3.1 懸臂式拾振結(jié)構(gòu)
        2.3.2 對(duì)稱式拾振結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案
    2.4 儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
3 加速度計(jì)的標(biāo)定及測(cè)試
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
    3.2 性能測(cè)試
        3.2.1 頻率檢測(cè)范圍
        3.2.2 靈敏度
        3.2.3 固有頻率
        3.2.4 分辨力
    3.3 本章小節(jié)
4 加速度計(jì)不確定度評(píng)定
    4.1 示值殘差引入的不確定度
    4.2 重復(fù)性引入的不確定度
    4.3 漂移引入的不確定度
    4.4 合成不確定度
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
    1)參加的學(xué)術(shù)交流與科研項(xiàng)目
    2)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文(含專利和軟件著作權(quán))
    3)獲得的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于L形剛性梁與彈性膜片結(jié)構(gòu)的低頻光纖光柵加速度傳感器[J]. 曾宇杰,王俊,楊華勇,馬麗娜.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[2]Compact fiber optic accelerometer[J]. 彭峰,楊軍,吳冰,苑勇貴,李興亮,周愛(ài),苑立波.  Chinese Optics Letters. 2012(01)
[3]象散法高精度離焦檢測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 周光亞,沈亦兵,侯西云,楊國(guó)光.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1998(06)

博士論文
[1]創(chuàng)新型微納米測(cè)量探頭機(jī)理的研究[D]. 陳葉金.合肥工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3669463