基于DVD光讀取頭的超低頻振動(dòng)傳感器機(jī)理的研究.pdf

1、為了保證精密儀器正常工作和測(cè)量精度，對(duì)于環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、潔凈度和振動(dòng)等有一定的要求。為了解儀器工作的環(huán)境振動(dòng)情況，一般會(huì)采用如振動(dòng)位移計(jì)、振動(dòng)加速度計(jì)等儀器來測(cè)量和分析。本文設(shè)計(jì)了一種適用于測(cè)量低頻振動(dòng)的光學(xué)式振動(dòng)傳感器。 該光學(xué)振動(dòng)傳感器利用DVD光讀取頭中對(duì)位移變化敏感的聚焦誤差信號(hào)(FES)來檢測(cè)傳感器中拾振器的相對(duì)振動(dòng)，實(shí)際測(cè)量時(shí)只需要將其垂直安裝在被測(cè)物體表面即可，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。傳感器結(jié)構(gòu)

2、主要由兩部分組成：DVD光讀取頭和懸臂梁拾振器。懸臂梁的一端固定在金屬基座上，另一端自由懸置，并在懸置端的下方粘貼有反射鏡。靜態(tài)時(shí)，DVD光讀取頭中的出射光照射到反射鏡表面并反射回光讀取頭中，光讀取頭產(chǎn)生的FES信號(hào)為0。當(dāng)外界發(fā)生振動(dòng)時(shí)，金屬基座會(huì)與外界物體作同步運(yùn)動(dòng)，懸臂梁的懸置端在慣性力作用下會(huì)產(chǎn)生相對(duì)振動(dòng)，此時(shí)光讀取頭輸出與懸置端的位移變化成線性關(guān)系的FES信號(hào)。進(jìn)一步根據(jù)懸臂梁的相對(duì)振動(dòng)和外界振動(dòng)二者之間的函數(shù)關(guān)系，通過后續(xù)計(jì)

3、算處理，即可由FES信號(hào)求取外界振動(dòng)量大小。 本文首先對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了論證，通過分析振動(dòng)傳感器中振動(dòng)位移計(jì)和振動(dòng)加速度計(jì)的設(shè)計(jì)原理，結(jié)合DVD光讀取頭的FES信號(hào)靈敏高、線性范圍小的特點(diǎn)，得出利用光讀取頭測(cè)量振動(dòng)加速度能滿足實(shí)際測(cè)量需要的結(jié)論。進(jìn)一步介紹了傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)和拾振器結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)闡述了懸臂梁拾振器的幾何尺寸對(duì)傳感器性能(固有頻率)的影響。懸臂梁的固有頻率會(huì)影響傳感器的頻率響應(yīng)范圍和靈敏度。因?yàn)樵摴鈱W(xué)傳感器的傳