免费论文：数字全息干涉微振动检测系统优化与设计

在现代机械、航空、航天等领域中，实时微振动测量具有越来越重要的作用。数字全息作为一种新兴的非接触式光学检测技术，具有灵敏度高、精度高、无损性、测试范围广等优势，近来已成为国际研究领域的新热点，其特性非常适合应用于物体微振动测量领域。课题组在前期研究工作中提出一种基于数字全息干涉理论的微振动检测方法，并依据该方法搭建了微振动检测实验系统，能够实现较高频率下的微振动实时测量。由于前期研究时间有限，该检测系统还有很多工作需要进一步研究完善。
本文针对前期研究存在的不足，对系统光路及信号处理部分进行了优化设计，并重新搭建了实验样机。在原本单点测量的基础上实现了多点同步实时测量。平均测量误差由5.8%降低到2.2%；通过FIR数字带通滤波器的设计，使得系统频率测量范围由500Hz-2400Hz扩大为300Hz-5000Hz；利用多线程技术实现了特征振动点自动获取的功能，取代了原本手动点取振动点的方式，大大提高了测量效率；在此基础上，通过分析光路结构中的噪声源，有针对性的对光路结构进行了降噪优化设计，并采用笼式共轴系统重新搭建了实验样机，使得测量系统的体积和重量减小为原来的1/5，极大地提高了测量系统的可靠性与便携性，为系统投入实际应用奠定了良好的基础。
本文通过测量耳机振膜振动情况，对该系统进行了实验验证。实验结果表明，优化后的系统能够实时获取物体表面的微振动信息，可同时对多个部位的振动情况进行同步实时测量。通过标准微振动台对系统测量精度进行了测试，实验表明在300Hz至5000Hz频段内测量精确较高，平均误差为2.2%，测量范围内线性度良好，且测量区域内各点测量精度基本相同。本文的研究工作显著地提高了原振动测量系统的性能，为微振动的多点同步高精度实时测控提供了一种有效的方法。

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