激光测振仪开题报告.docx

毕业设计（论文）材料之二（2）本科毕业设计（论文）开题报告题目： 基于单片机的激光测振仪Laser vibration based on microcomputer课题类型： 设计实验研究学生姓名: 学 号: 专业班级： 测控112学 院： 机械与汽车工程学院指导教师: 开题时间： 2015.3.32015年3月3日开题报告内容与要求一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势(文献综述)1研究意义激光测振与人类的生产生活是息息相关的，在材料探伤、机械系统的故障诊 断、噪声消除、结构件的动态特性分析及振动的有限元计算结果验证等方面广泛 应用此项测量技术方法促使人类的生产生活质量向着更好更完善的方向发展， 随着激光振动测量技术的成熟与完善，高精度、高效率、低成本的测量方案必将 实现并走向成熟2研究现状自I960年以来，激光多普勒技术由于在测量中具有高的空间和时间分辨率, 不接触测量物体,不扰动测量对象,能测量原有测速技术难以测量的对象而引人 注目1964年,YEH和CUMMIUS发表了第1篇关于激光多普勒技术测速的论文后, 此项技术立即受到各方面的重视并进行了大量的理论分析和试验研究，取得了显 著的成果。

70年代后，国外厂商已经开始向市场提供比较完备的产品并在不断更 新激光多普勒测振技术现在成为科学技术及许多行业中不可少的检测方法,己 经从流体和固体的速度测量发展到了振动测量领域振动测量因为能反映物体 的动态特性，特别是高速运动的物体，在工程技术中十分重要激光多普勒测振仪 从1983年南安普敦大学的光振研究所的发明开始，从单光束、交叉光束测量发展 到了多光束测量激光振动测量最开始是利用差动式激光多普勒测速仪进行扭转 振动测量，随后激光扭转振动仪的理论开始独立发展，已经取得了很大的成果世 界著名的生产激光多普勒测振仪的厂家B&K公司研究并制造出商品型号为2523 的激光扭振仪该产品中使用了单个激光干涉仪而同样知名的德国Poly tec 公司4000系列中的产品中包含了两个激光干涉仪,测量效果得到了进一步的提 高国内天津大学、西安交通大学等研究部门也进行了相应的研究3发展趋势3.1激光多普勒测速技术(LDV)激光多普勒测振技术最早是从激光测速技术发 展来的其物理原理在于探测从运动物体散射回来的反射光的多普勒频移3.2差动多普勒技术测振技术虽然参考光方法十分有用，而且特别适用于实验 室里测量来自固体表面散射光的情况，但是大多数使用的装置并不含参考光，而 是将两束等强度的光聚焦并相交在测量点处［2］。

差动多普勒测振仪提供了一 种测量转轴切向速度的方法，不需要表面接触就可得到扭转振动速度由于现代科学技术特别是半导体器件、光纤光学及计算机科学的发展,使激 光多普勒测振仪向仪器小型化、使用方便化的方向发展近几年来，采用新型半 导体激光器作为发射光源，用雪崩二极管或PIN管作为探测元件,使得光学系统 小型化成为可能光纤的使用令测量探头的可动部分缩到最小计算机的发展使时域内信号处理的可靠性提高，并向频域处理方向发展随着电路器件水平的不 断进步,FFT运算速度的提高,使频域内的信号处理方法用于准实时测量,或趋向 实时测量近年来，还发展了一些新的信号处理技术，有的使激光扭振测量仪信号 处理系统也趋于小型化，有的则使信号处理的自动化能力提高，使人工干预减到 最小二、研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）1•研究方案和方法（1） 查阅文献资料、调查研究、分析比较、仿真分析（MultisimlO、protel 99se）、 实验验证2） 首先对激光测振的驱动方法进行理论研究和仿真分析，弄清光路原理，设 计出驱动电路其次验证信号处理可靠性，正确性，在此基础上制作电源 实物并进行实验测试，探测其性能，得出一起的具体性能指标，为其走向 实用化奠定基础。

2•工作重难点激光具有能量集中、方向性和相干性好、能如实地负载物体光波信息等特 常规方法难以测量的各种物理参数，因而越来越广泛地受到人们的重视但激光 测试涉及到多学科理论，技术难度较大，测试设备价格高同时，由于污染产 生的噪声往往淹没了许多有价值的信息，再加之光学器件性能（如反射率、透射 率等）也对信号采集产生较大的影响等，因而受到了一定的限制，在项目开发及 其应用推广上也存在一些问题有待研究、改进此外，进行激光扫描无损检 测时，利用一般光探测方法所测范围只是一个点，若要测全场，就必须考虑用传 感器阵列，这样不但大大提高了成本，而且对光学探头灵敏度的一致性也提出了 更高的要求3工作计划第一周3.02-3.08查找外文文献并翻译，向导师了解课题的研究第二周3.09-3.15查找资料，写设计的计划，完成开题报告第三周3.16-3.22查找资料，了解激光测振的工作原理第四周3.23-3.29查找资料，对光路原理进行设计与研究第五周3.30-4.05用示波器收集信号与理论值对比，并进行调试第六周4.06-4.12复习之前学过的信号处理及控制工程知识，设计信号处理电路第七周4.13-4.19设计单片机程序第八周4.20-4.26随机误差计算第九周4.27-5.03非线性误差计算第十周5.04-5.10测量数据处理第十一周5.11-5.17合成不确定度的计算第十二周5.18-5.24扩展不确定度第十三周5.25-5.31完善设计说明书，装订成册.第十四周6.01-6.07完成任务书，准备开始答辩第十五周6.08-6.14答辩三、阅读的主要参考文献1 ； 一机部、四机部分别召开激光器技术标准审定会［J］；中国激光;1980年09期2徐珊珊,葛霁;Ar-N_2转移激光器获得激光振荡［J］;电子与信息学报;1980年03期3王启明，庄婉如;AlGaAs-GaAs DH激光器退化特性及P-I特性［J］;半导体学报;1980年01 期4任丕祥;瑞典激光科学技术发展见闻［J］;激光技术;1980年01期5吴登珍;Nd~3激光器的新型被动Q开关［J］;激光技术;1980年03期6文福森，华萍;高效调Q的Nd~(3+):YAG激光器［J］;激光技术;1980年03期7任丕祥;来函照登［J］;激光技术;1980年03期8刘旭东；；低阈值1.5微米波长InGaAsP/InP隐埋双异质结结构激光器［J］;微纳电子技 术；1980年05期。