光电六维振动位移传感器的设计
第22卷第1期 2002年3月振动、测试与诊断JournalofVibration,Measurement&Diagnosis Vol.22No.1
Mar.2002
光电六维振动位移传感器的设计
鹿存跃 赵淳生
(江苏省超声电机工程研究中心 南京,210016)X
摘要 根据光学反射原理,采用光线转换器件和六个线阵CCD光电探测器件,设计了一个六维振
动位移测量传感器系统,讨论了六维振动位移的同步测试问题。该传感器系统采用新颖的光线转
换器件将被测物体的位置信息转化为投影光曲线的形状信息,线阵CCD器件将光线位置信息转
化为电信号,由数据采集板送往计算机处理,得到被测物体的位移信息。该系统采用了新型的光
线转换器,无需复杂、精密的光学系统,即可进行一定范围内的六维位移测量。
关键词 位移传感器 CCD器件 光电测量 位移测量
中图分类号 TJ206
引 言
目前,国内外对于一维和二维振动的线位移或角位移的测量已经有了较深入的研究[1~3],但是六个位移参数的同步测量仍有一定的难度,存在着一些问题不易解决。在既有线位移又有角位移的情况下,各参量相互影响,不容易分离测量。传统的方法是采用惯性加速度计测线位移并配合惯性角速度陀螺测角位移,由于设备过于复杂、沉重,因而不适合用于振动位移的测量。采用高速摄像机测量位移存在着成本高、数据处理困难和精度差等问题。本文根据光学反射原理,设计了一个实用的
六维振动位移传感器系统。该系统采用新
颖的光线转换器件和六个线阵CCD光电
探测器件,能够同时测出被测物体的三个
角位移和三个线位移。
1 光电六维振动位移传感器系
统的组成和测量原理1为被测物体;2为光线转换器;3为投影屏;4为光电探测
器;5为平行光源;6为信号采集及数据处理系统。
图1 传感器系统结构示意图 该六维位移传感器系统由平行光源、光线转换器、光电探测器、数据采集和处理
系统等组成,其结构示意图如图1所示。两个相互垂直的光线转换单元固结在一起,构成一个
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