專利名稱：一種絕對式位移測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密振動位移測量裝置，尤其涉及一種絕對式位移測量裝置。
背景技術(shù)：
隨著超微細(xì)加工與裝配技術(shù)、超精密測量技術(shù)的發(fā)展，微振動的影響變得更加突 出。精密振動測試是許多高科技產(chǎn)品研發(fā)的必備手段。振動位移測量一般采用如下手段進(jìn) 行測試電蝸流位移計、電容式位移測量儀、激光多普勒測振儀等。但上述測量手段屬于相 對式測量，難以得到被測物體的絕對位移。1996年2月7日公開的“絕對式振幅傳感器裝置”(公開號為CN1116^8A的中國 專利)采用相對式位移傳感器(電渦流位移傳感器或電容位移傳感器)與振動子組合，實(shí) 現(xiàn)絕對式位移測量。該裝置配備不同質(zhì)量的振子降低振子的固有頻率，擴(kuò)展其低頻特性，但 過重的質(zhì)量塊和過低的彈簧剛度使其在重力場中靜變形很大，不僅會導(dǎo)致體積龐大，結(jié)構(gòu) 設(shè)計困難，而且易受到交叉振動的干擾。1997年4月23日公開的“手持式智能測振表”(公開號為CN2252986Y的中國專 利)公布了一種測振儀器，該儀器采用積分電路或重積分電路將速度信號或加速度信號轉(zhuǎn) 變成位移信號，但是信號噪聲對積分結(jié)果影響很大，難以得到準(zhǔn)確的位移信號。因此，如何方便地獲取微振動的準(zhǔn)確的絕對位移已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種絕對式位移測量裝置，以解決微振動的絕對位移測量 不方便，測量裝置復(fù)雜的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種絕對式位移測量裝置，所述絕對式位移測量裝 置包括依次串連的相對式位移檢測系統(tǒng)，用于檢測物體的相對位移，包括彈簧振子及與所述彈簧振 子相連的相對式位移傳感器，所述相對式位移傳感器輸出一相對位移信號，所述相對位移 信號與絕對位移之間的相位相差180度；預(yù)處理模塊，用于對所述相對位移信號進(jìn)行幅值調(diào)理和低通濾波預(yù)處理，去除噪
聲信號；A/D處理模塊，對預(yù)處理后的帶負(fù)號的相對位移信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字式的 相對位移信號；低頻校正模塊，用于擴(kuò)展相對式位移傳感器的工作頻率下限及校正相對式位移傳 感器的動態(tài)特性，從而把數(shù)字式的相對位移信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字式的絕對位移信號；以及反相器，用于對經(jīng)過低頻校正模塊后的信號進(jìn)行相位調(diào)理得到相位正確的數(shù)字式 的絕對位移信號。可選的，所述彈簧振子包括質(zhì)量塊，X、Y、Z向的三個彈簧以及X、Y、Z向的三個阻尼器，所述X、Y、Z向的三個彈簧以及X、Y、Z向的三個阻尼器的一端連接所述相對式位移傳 感器的外壁，另一端連接所述質(zhì)量塊，所述質(zhì)量塊通過所述X、Y、Z向的三個彈簧以及X、Y、 Z向的三個阻尼器懸浮在所述相對式位移傳感器的外壁內(nèi)?？蛇x的，所述相對式位移傳感器為非接觸式相對式位移傳感器，其數(shù)量為3個，分 別沿X、Y、Z方向接在所述質(zhì)量塊上，用于檢測X、Y、Z三個方向的相對位移信號?？蛇x的，所述相對式位移傳感器傳遞函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種絕對式位移測量裝置，用于測量微振動的絕對位移，其特征在于，包括依次串連的相對式位移檢測系統(tǒng)，用于檢測物體的相對位移，包括彈簧振子及與所述彈簧振子相 連的相對式位移傳感器，所述相對式位移傳感器輸出一相對位移信號，所述相對位移信號 與絕對位移之間的相位相差180度；預(yù)處理模塊，用于對所述相對位移信號進(jìn)行幅值調(diào)理和低通濾波預(yù)處理，去除噪聲信號；A/D處理模塊，對預(yù)處理后的相對位移信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字式的相對位移信號；低頻校正模塊，用于擴(kuò)展相對式位移傳感器的工作頻率下限及校正相對式位移傳感器 的動態(tài)特性，從而把數(shù)字式的相對位移信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字式的絕對位移信號；以及反相器，用于對經(jīng)過低頻校正模塊后的信號進(jìn)行相位調(diào)理得到相位正確的數(shù)字式的絕 對位移信號。
2.如權(quán)利要求1所述的絕對式位移測量裝置，其特征在于，所述彈簧振子包括質(zhì)量塊， X、Y、Z向的三個彈簧以及X、Y、Z向的三個阻尼器，所述X、Y、Z向的三個彈簧以及X、Y、Z向 的三個阻尼器的一端連接所述相對式位移傳感器的外壁，另一端連接所述質(zhì)量塊，所述質(zhì) 量塊通過所述X、Y、Z向的三個彈簧以及X、Y、Z向的三個阻尼器懸浮在所述相對式位移傳 感器的外壁內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的絕對式位移測量裝置，其特征在于，所述相對式位移傳感器為 非接觸式相對式位移傳感器，其數(shù)量為3個，分別沿X、Y、Z方向接在所述質(zhì)量塊上，用于檢 測X、Y、Z三個方向的相對位移信號。
4.如權(quán)利要求3所述的絕對式位移測量裝置，其特征在于，所述相對式位移傳感器的 傳遞函數(shù)為
5.如權(quán)利要求4所述的絕對式位移測量裝置，其特征在于，所述相對式位移傳感器的 外壁和所述質(zhì)量塊的一階固有頻率遠(yuǎn)大于相對式位移傳感器的測量頻率范圍。
6.如權(quán)利要求4所述的絕對式位移測量裝置，其特征在于，所述低頻校正模塊的傳遞 函數(shù)為
7.如權(quán)利要求6所述的絕對式位移測量裝置，其特征在于，所述低頻校正模塊校正后 的歸一化傳遞函數(shù)為
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種絕對式位移測量裝置，所述絕對式位移測量裝置包括相對式位移檢測系統(tǒng)，預(yù)處理模塊，A/D處理模塊，低頻校正模塊及反相器，該絕對式位移測量裝置可以在保持原位移傳感器較高的機(jī)械固有頻率條件下，擴(kuò)展位移傳感器的測量頻率下限，從而可以方便地測量物體的絕對位移，且測量精度高。
文檔編號G01B21/02GK102109334SQ200910200940
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者楊輔強(qiáng), 王保亮, 袁志揚(yáng), 謝德東 申請人:上海微電子裝備有限公司