振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一種重要的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),它是基于設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)狀態(tài)參數(shù),結(jié)合故障和算法診斷的手段,從而評(píng)估設(shè)備的健康狀態(tài)。光學(xué)平臺(tái)廣泛應(yīng)用于光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,作用于承載光學(xué)儀器以及隔離環(huán)境振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。光學(xué)平臺(tái)的固有頻率,傳輸速率和隔振頻率范圍的隔振性能直接影響光學(xué)平臺(tái)的準(zhǔn)確性和可靠性。因此,對(duì)光學(xué)隔振平臺(tái)進(jìn)行振動(dòng)的監(jiān)測(cè)具有重大的意義。本論文利用PVDF壓電薄膜傳感器作為裝置的敏感單元,研制針對(duì)于光學(xué)平臺(tái)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的裝置。本論文的研究目的是放大光學(xué)平臺(tái)振動(dòng)所產(chǎn)生的微弱電荷信號(hào),并將處理后的信號(hào)輸入微處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。通過(guò)特性判斷出頻率測(cè)量范圍,擬合出電壓與振動(dòng)強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系,利用函數(shù)關(guān)系將檢測(cè)到的電壓峰值推算敏感單元受到的動(dòng)態(tài)應(yīng)力,從而判斷環(huán)境對(duì)光學(xué)平臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)強(qiáng)度。在本論文中使用了PVDF壓電薄膜傳感器作為敏感單元,PVDF壓電膜具有低頻響應(yīng)好,質(zhì)量輕,靈敏度高,穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。本論文中設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理電路,包括有電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊、電壓放大模塊、低通濾波模塊,工頻陷波模塊以及過(guò)載指示模塊。數(shù)字信號(hào)采集模塊利用STM32F103VET6微處理器的A/D轉(zhuǎn)換功能,設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)。本論文... 

【文章來(lái)源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PVDF壓電薄膜傳感器Fig.2-5PVDFpiezoelectricfilmsensor

圖 2-6 PVDF 壓電薄膜頻率與靈敏度曲線Fig.2-6 PVDF piezoelectric film frequency and sensitivity curveLDT0-028K 型號(hào)的 PVDF 壓電薄膜傳感器的頻率響應(yīng)范圍在 0.1Hz~78HzHz 以上可以看出隨著頻率的變化有明顯的電壓上升。頻率范圍在 0.1Hz~7，振動(dòng)產(chǎn)生的電荷與外界給到的動(dòng)態(tài)應(yīng)力大小有關(guān)，和頻率無(wú)關(guān)。因此利Hz~78Hz 頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)平臺(tái)振動(dòng)監(jiān)測(cè)。綜上所述，該系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)指標(biāo)為能夠測(cè)量 0.1Hz~78Hz 范圍內(nèi)的光學(xué)平動(dòng)監(jiān)測(cè)。5 本章小結(jié)在本章中，我們主要解釋壓電材料正反壓電效應(yīng)的工作原理。壓電材料的以及每個(gè)壓電材料所具備的特性，并且詳細(xì)表述了壓電方程與 PVDF 壓電材壓變?cè)�。本章給出了振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的原理分析和設(shè)計(jì)，其中對(duì)于微弱的壓

第 3 章 信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)信號(hào)，然后放大、濾波和處理低阻抗輸出信號(hào)。電荷轉(zhuǎn)換為電壓電有兩個(gè)，分別為阻抗匹配和電荷電壓的轉(zhuǎn)換。了保證 PVDF 壓電薄膜能夠輸出有效的電荷信號(hào)能保持不變，電荷路采用電容形式的負(fù)反饋電路，其中具體的電路是以積分電路的形荷的轉(zhuǎn)換。VDF 壓電薄膜作為一個(gè)電荷產(chǎn)生器件，產(chǎn)生的電荷會(huì)在電極表面聚集此電荷轉(zhuǎn)換為電壓電路設(shè)計(jì)一個(gè)放電回路很有必要。考慮到電纜的，減少零漂的同時(shí)增加運(yùn)算放大器的穩(wěn)定性，在反饋電容的兩端并電阻很有必要，這樣可以提高電荷的直流反饋。電荷電壓轉(zhuǎn)換電路與膜的連接方式如圖 3-4 所示。

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