低頻振動在高精度加工、測量、控制等場合會產(chǎn)生負面影響,被動隔振方法難以有效減小低頻振動,精確測量低頻振動是實現(xiàn)主動隔振的前提。為解決低頻微小振動的檢測問題,研制了低頻光學加速度計,并完成了不確定度評定。本文主要完成了如下工作:1、根據(jù)像散檢測原理將DVD光學讀取頭發(fā)展設計為高精度微位移傳感器。結合傳感器特性設計了相匹配的電壓轉換電路、運算放大電路、低通濾波電路。2、對拾振結構進行了分析并提出了優(yōu)化方案。建立了懸臂式拾振結構的數(shù)學模型,得到了各結構參數(shù)對固有頻率的影響關系式,確定了合適的材料和結構尺寸。分析討論了懸臂式拾振結構在實際應用中的不足,通過仿真驗證了對稱式拾振結構優(yōu)化方案的可行性。3、標定測試了懸臂式加速度計與對稱式加速度計的性能指標。以自制PZT振動臺為振源,高精度電渦流傳感器為參考傳感器進行了實驗標定及測試。實驗結果表明對稱式加速度計性能更佳:頻率響應范圍在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,能夠應用在低頻微小振動測量場合。4、以對稱式加速度計為例分析了主要誤差來源并完成不確定度評定。通... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：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 加速度計國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電學加速度計
        1.2.2 光學加速度計
    1.3 主要研究內容
2 加速度計原理及設計
    2.1 振動傳感器的理論基礎
        2.1.1 振動傳感器的檢測原理
        2.1.2 低頻加速度計設計方案
    2.2 微位移傳感器及電路設計
        2.2.1 DVD光學讀取頭運作原理與關鍵器件
        2.2.2 光學聚焦原理及微位移傳感器的改裝
        2.2.3 硬件電路設計
    2.3 拾振結構設計及優(yōu)化
        2.3.1 懸臂式拾振結構
        2.3.2 對稱式拾振結構的優(yōu)化方案
    2.4 儀器結構設計
    2.5 本章小結
3 加速度計的標定及測試
    3.1 實驗裝置
    3.2 性能測試
        3.2.1 頻率檢測范圍
        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 加速度計不確定度評定
    4.1 示值殘差引入的不確定度
    4.2 重復性引入的不確定度
    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
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況
    1)參加的學術交流與科研項目
    2)發(fā)表的學術論文(含專利和軟件著作權)
    3)獲得的學術獎勵


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于L形剛性梁與彈性膜片結構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.  光學學報. 2015(12)
[2]Compact fiber optic accelerometer[J]. 彭峰,楊軍,吳冰,苑勇貴,李興亮,周愛,苑立波.  Chinese Optics Letters. 2012(01)
[3]象散法高精度離焦檢測系統(tǒng)研究[J]. 周光亞,沈亦兵,侯西云,楊國光.  浙江大學學報(自然科學版). 1998(06)

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



本文編號：3669463