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基于激光位移传感器的石英摆片频率参数测量系统研究

更新时间：2020-03-12 19:26:19 大小：3M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：激光位移传感器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

石英挠性加速度计是用来测量线加速度的高精度传感器，在惯性导航系统中发挥着很大的作用。然而在使用中，石英摆片作为石英挠性加速度计中的核心敏感元件部分，其挠性梁易断裂，磁感应强度容易受到环境因素影响使测量结果不稳定。故而石英摆片挠性梁的刚度参数是石英摆片参数中的重要指标。由于刚度和频率之间有固定的公式进行计算，本文通过测量石英摆片的自振频率和扭振频率得到了石英摆片的刚度参数，采用非接触式的激光传感器对石英摆片进行测量，可以很好的测量出石英摆片的自振频率和扭振频率，测量方法高效且测量重复率高，避免了之前测试方法的一些弊端。

  首先对石英摆片的特性以及一些重要的参数进行了阐述，介绍了现有的石英摆片的测量方法，分析并比较了不同方法在测量过程中的优点及其缺陷。并根据课题需要，设计了一套基于激光位移传感器数据采集，单片机气源控制的高精度测量系统。本文介绍了该系统的基本工作原理，并对系统不同结构的功能进行了简单分析。利用该系统，给出了基于激光位移传感器的石英摆片自振频率和扭振频率的瞬态激励测量方法。

  其次，针对测量时的摆片装卡固定系统，分析了影响采集数据质量的五种因素：光斑检测位置、气源控制强度、气源时间控制、摆片安放位置和石英摆片装卡固定位置。并重点对石英摆片固定位置对其固有频率的影响进行了ANSYS仿真分析，根据这五种影响因素提出了相应部件的设计要求。确定了最大似然估计算法对测量频率进行估计，同时由于自振频率及其谐波分量的幅值较大，本文设计数字滤波器完成对两种频率信号的分离，从而实现对频率进行高精度估计。完成了采集数据处理算法的设计和人机界面的设计，实现了石英摆片频率智能化测量，并利用多线程机制实现了石英摆片振动信号的循环测量。

  最后，分析了测量系统中不同因素对测量结果存在的影响，并分析了各种因素对测量结果的影响以及进行了石英摆片的频率测量实验。实验结果表明，该系统测得石英摆片自振频率重复精度达0.01Hz，扭振频率重复性达0.1Hz，实现了对石英摆片频率参数的高精度测量。

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