基于激光传感器的石英摆片频率参数测量系统研究

《基于激光传感器的石英摆片频率参数测量系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于激光传感器的石英摆片频率参数 测量系统研究硕士研究生：毕雪梅指导教师：王勇学科、专业：光学工程论文主审人：何忠秋教授哈尔滨工程大学2014年3月万方数据分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于激光传感器的石英摆片频率参数 测量系统研究硕士研究生：毕雪梅指导教师：王勇学位级别：工学硕士学科、专业：光学工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2014年1月论文答辩日期：2014年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.En

2、gResearchonthefrequencyparametermeasurementofquartzreedwithlasersensorCandidate:BiXuemeiSupervisor:WangYongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:OpticalEngineeringDateofSubmission:January,2014DateofOralExamination:March,2014University:HarbinEngineeringUniversity万方数据哈尔滨工程大学学位论文

3、原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文

4、的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据基于激光传感器的石英摆片频率参数测量系统研究摘要石英摆片作为石英加速度计的核心敏感元件，已经被广泛应用于各种飞行器、船舶、陆军地面车辆、战术导弹、潜艇等惯性导航领域。石英摆片的加工质量直

5、接影响到石英加速度计的性能，因此对石英摆片的加工质量检测是尤为重要的。而石英摆片的刚度参数特性是表征石英摆片质量的重要指标。本文通过测量石英摆片的自振频率和扭振频率，从而进一步计算得到其刚度参数。目前存在的测量方法种类繁多，其测量原理也不尽相同，但是随着高新技术的发展，人们更注重于寻求测量效率高和准确度高的测量方法。本文的具体研究内容和工作如下：首先，分析了石英摆片振动频率的测量原理，比较了各种测量方法的优缺点，根据课题需要选择了瞬态激励测量法；针对石英摆片振动数据信号的特点，对比了不同的谱估计方法的原理和特点，确定了使用基于混合非线性迭代的最大似然估计算法，同时由于自振频率及其

6、谐波分量的幅值较大，本文采用设计数字滤波器完成对两种频率信号的分离，从而实现对两种频率的高精度估计；重点分析了影响采集数据质量的四种因素：检测光斑位置、气源强度控制、气源时间控制、摆片安放位置，并根据这四种影响因素提出了相应部件的设计要求。其次，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功能。通过对振动信号数据的频谱分析，利用带通滤波器将自振频率和扭振频率分离开来。比较了多种模拟滤波器的特性，根据双线性变换，设计了契比雪夫带通滤波器。对滤波后数据进行最大似然估计得到摆片的两种振动频率值。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，搭建了

7、石英摆片频率测量的实验平台，分析了各种因素对测量结果的影响，并进行了石英摆片频率测量实验。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，实现了石英摆片频率参数的高精度测量。关键词：石英摆片；最大似然法；瞬态激励测量法；数字滤波；激光三角法万方数据万方数据基于激光传感器的石英摆片频率参数测量系统研究ABSTRACTAsthemostbasicandimportantcomponentofthequartzaccelerometer,qu