振动校准系统中激光测量及测控技术的研究

论文摘要

本文结合中国地震局“地震计校准用超低频标准振动系统的研制”项目和北京港震机电技术有限公司“超低频标准振动台测控系统的研制和系统的总集成”项目对振动校准系统中的激光测量技术和测控技术进行了研究。第一章阐述了本课题的研究目的和意义。首先介绍了测振传感器及其校准技术、测振传感器的校准方法;然后介绍了激光测量技术和振动校准系统中的测控技术,回顾了它们的研究现状,指出其发展趋势;最后介绍了本课题的研究内容与目标。第二章研究了振动校准系统中的激光测量技术。首先,从理论上分析了激光测振频比计数法的基本原理及其实现方法;然后,分别对激光测振仪的光路部分、光电转换部分和带滤波器的放大电路进行了分析,并且提出了相应的设计方案;最后,针对激光测振仪的隔振基础设计技术以及电磁屏蔽、接地问题进行了研究。第三章研究了振动校准系统中的测控技术。首先,分析了振动校准系统中测控子系统的作用及其组成;然后,重点研究了一种基于虚拟仪器编程语言——LabVIEW的测控软件设计方案,并为振动校准系统开发了一套基于Labview的全自动振动校准装置测控软件;最后对测控子系统中的相关可靠性问题进行了研究。第四章对设计成功的激光测振仪和全自动振动校准装置测控软件进行了实验研究。首先对激光测振仪的功能和精度进行了实验;然后对测控软件的功能及可靠性进行了实验;最后,结合实际加速度传感器的校准过程,对本设计进行了实测分析。实验结果表明,激光测振仪及基于LabVIEW的全自动振动校准装置测控软件均满足设计要求。第五章总结了全文的研究结论,并展望后续工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 测振传感器
• 1.1.1 定义及其分类
• 1.1.2 测振传感器的校准
• 1.1.3 振动校准系统的组成
• 1.2 激光测振技术国内外研究现状分析
• 1.2.1 激光测振技术
• 1.2.2 激光测振技术国内外研究现状
• 1.2.3 激光测振技术的发展趋势
• 1.3 振动校准系统中的测控技术国内外研究现状分析
• 1.3.1 振动校准系统中的测控技术
• 1.3.2 振动校准系统中测控技术的国内外研究现状
• 1.3.3 振动校准系统中测控技术的发展趋势
• 1.4 论文的研究目的和研究内容
• 1.4.1 论文的研究目的
• 1.4.2 论文的研究内容
• 第2章 振动校准系统中激光测振技术的研究
• 2.1 激光测振原理
• 2.1.1 波动光学
• 2.1.2 光的干涉效应
• 2.1.3 激光干涉测振的实现方法
• 2.2 激光测振仪光路的研究
• 2.2.1 激光测振仪光路分析
• 2.2.2 激光干涉仪的光路设计及优化
• 2.3 激光测振仪光电转换问题的研究
• 2.3.1 激光测振仪光电转换的基本方法及原理
• 2.3.2 光电倍增管电气参数选择及其分析
• 2.3.3 滤波放大电路的设计及优化
• 2.4 激光测振仪基础防振技术的研究
• 2.4.1 激光测振仪基础减震垫的设计
• 2.4.2 激光测振仪基础模型设计
• 2.5 激光测振仪的电磁屏蔽与接地问题
• 2.5.1 激光测振仪的电磁屏蔽问题
• 2.5.2 激光测振仪的接地问题
• 2.6 本章小结
• 第3章 振动校准系统中测控技术的研究
• 3.1 测控单元的总体概述
• 3.2 测控单元的主要硬件简介
• 3.3 测控软件的研究和开发
• 3.3.1 测控软件的需求分析
• 3.3.2 测控软件的总体架构
• 3.3.3 测控软件的操作系统和编程软件
• 3.3.4 主测控单元软件设计
• 3.3.5 测控软件的自检模块设计
• 3.3.6 测控软件的主控模块设计
• 3.3.7 测控软件打印及保存模块设计
• 3.3.8 测控软件接口设计
• 3.4 可靠性技术研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 实验研究
• 4.1 激光测振仪实验研究
• 4.2 测控软件实验研究
• 4.2.1 测控软件频比计数器控制功能实验研究
• 4.2.2 测控软件系统自检功能实验研究
• 4.2.3 测控软件定频标定功能实验研究
• 4.2.4 测控软件多频标定功能实验研究
• 4.3 测振传感器校准实例
• 4.3.1 相对法校准实例
• 4.3.2 绝对法校准实例
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 照片资料
• 附录B 攻读硕士期间已发表（录用）的论文