本文選題：激光三角法　切入點(diǎn)：振動(dòng)測(cè)量　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：傳統(tǒng)的測(cè)振儀器一般基于接觸式壓電傳感器把振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再通過對(duì)電信號(hào)的分析處理,從而得到振動(dòng)的加速度、速度、位移值等。隨著工業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)測(cè)量方法、測(cè)量精度以及測(cè)量速度的要求也不斷改變,傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量有些情況下無法滿足工業(yè)領(lǐng)域的需求。本方法基于一維PSD位置傳感器激光三角法測(cè)量原理,通過對(duì)振動(dòng)點(diǎn)位移三角關(guān)系變化,再通過光電轉(zhuǎn)換電路將位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反應(yīng),再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),從而可以在遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)反映振動(dòng)點(diǎn)振動(dòng)響應(yīng)�；谝痪SPSD位置傳感器激光三角法在非接觸光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域有著重要意義。針對(duì)目前振動(dòng)測(cè)量方式的精度低、測(cè)量不方便、測(cè)量速度慢等問題,采用一維PSD位移傳感器設(shè)計(jì)了一種激光三角法振動(dòng)測(cè)量電路。激光三角法振動(dòng)測(cè)量技術(shù)屬于一種非接觸式檢測(cè)技術(shù),特別適用于對(duì)材料表面遠(yuǎn)距離進(jìn)行檢測(cè),因此本文的主要工作有:1.對(duì)振動(dòng)測(cè)量技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上總結(jié)發(fā)現(xiàn)已有技術(shù)的不足,從而確立項(xiàng)目課題的研究?jī)?nèi)容與研究目標(biāo)。2.通過對(duì)位置信號(hào)到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的目的要求設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)換電路,并基于Proteus單片機(jī)軟件,對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)M,從而確定了電路總體設(shè)計(jì)。總體的轉(zhuǎn)換電路包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路以及加減除法模擬電路。3.利用Multism12.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)M,并根據(jù)激光三角法位移信號(hào)的反射原理對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行了仿真模擬,利用正弦波信號(hào)輸入得到正弦波的這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)電路的正確性以及可行性。根據(jù)位置傳感器的原理以及傳感器的特性曲線,模擬實(shí)現(xiàn)了對(duì)三種轉(zhuǎn)換電路的性能模擬,并完成了測(cè)量振動(dòng)信號(hào)的目的。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該三角法振動(dòng)測(cè)量方法電路可應(yīng)用于大多數(shù)情況下的振動(dòng)測(cè)量,且精度高、速度快、測(cè)量方便、成本低廉。4.設(shè)計(jì)并搭建了激光三角法測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)以及信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸系統(tǒng),激光三角法測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)包括激光發(fā)射光源、凸透鏡、位置傳感器、轉(zhuǎn)換電路等。信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分主要利用STM32F4開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。模擬實(shí)驗(yàn)證明,利用PSD位置傳感器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量能夠還原物體的振動(dòng)情況,具有較高的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度。而且通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)情況。
[Abstract]:The traditional vibrator usually transforms the vibration signal into electric signal based on the contact piezoelectric sensor, and through the analysis and processing of the electric signal, obtains the acceleration, velocity, displacement value of vibration, etc. With the rapid development of industry, The requirements of measuring methods, measuring accuracy and measuring speed are constantly changing, and the traditional contact measurement can not meet the needs of the industrial field in some cases. This method is based on the principle of one-dimensional PSD position sensor laser triangulation. By changing the triangulation relation of vibration point displacement, and then converting the position signal into the electric signal response through the photoelectric conversion circuit, and then converting the electric signal into the digital signal, The laser triangulation method based on one-dimensional PSD position sensor is of great significance in the field of non-contact optical measurement. In this paper, a laser triangulation vibration measurement circuit is designed by using one-dimensional PSD displacement sensor, which belongs to a non-contact measurement technique. It is especially suitable for the detection of long distance material surface, so the main work of this paper is: 1. The development status of vibration measurement technology at home and abroad is studied, and on this basis, the deficiency of existing technology is summarized. In order to establish the research content and research objective of the project, the conversion circuit is designed through the purpose of converting position signal to digital signal, and the experiment circuit is simulated based on Proteus single chip computer software. Thus, the overall design of the circuit is determined. The overall conversion circuit includes current-voltage conversion circuit, signal amplification circuit and analog circuit of adding and subtracting division. The simulation of the experimental analog circuit is carried out by using Multism12.0 software. The experimental circuit is simulated according to the reflection principle of the laser triangulation displacement signal. The experimental results of sinusoidal wave input verify the correctness and feasibility of the experimental circuit. According to the principle of the position sensor and the characteristic curve of the sensor, the performance simulation of the three conversion circuits is realized. The experiment results show that the circuit can be applied to the vibration measurement in most cases, and has the advantages of high accuracy, high speed and convenient measurement. Design and build the laser triangulation measurement vibration system and signal conversion transmission system. The laser triangulation measurement vibration system includes laser emission light source, convex lens, position sensor. The signal conversion and transmission part mainly uses the STM32F4 development platform to realize the conversion of analog signal to digital signal. The simulation experiment proves that the vibration of the object can be restored by using the PSD position sensor system conversion circuit to measure the vibration. It has high measurement precision and accuracy, and can monitor vibration in real time through remote real-time transmission.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212;TB523

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本文編號(hào)：1633272