基于激光傳感器的石英擺片頻率參數(shù)測量系統(tǒng)研究.pdf

1、石英擺片作為石英加速度計(jì)的核心敏感元件，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種飛行器、船舶、陸軍地面車輛、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、潛艇等慣性導(dǎo)航領(lǐng)域。石英擺片的加工質(zhì)量直接影響到石英加速度計(jì)的性能，因此對石英擺片的加工質(zhì)量檢測是尤為重要的。而石英擺片的剛度參數(shù)特性是表征石英擺片質(zhì)量的重要指標(biāo)。本文通過測量石英擺片的自振頻率和扭振頻率，從而進(jìn)一步計(jì)算得到其剛度參數(shù)。目前存在的測量方法種類繁多，其測量原理也不盡相同，但是隨著高新技術(shù)的發(fā)展，人們更注重于尋求測量效率高和準(zhǔn)確

2、度高的測量方法。
　　本文的具體研究內(nèi)容和工作如下：
　　首先，分析了石英擺片振動頻率的測量原理，比較了各種測量方法的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)課題需要選擇了瞬態(tài)激勵(lì)測量法；針對石英擺片振動數(shù)據(jù)信號的特點(diǎn)，對比了不同的譜估計(jì)方法的原理和特點(diǎn)，確定了使用基于混合非線性迭代的最大似然估計(jì)算法，同時(shí)由于自振頻率及其諧波分量的幅值較大，本文采用設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器完成對兩種頻率信號的分離，從而實(shí)現(xiàn)對兩種頻率的高精度估計(jì)；重點(diǎn)分析了影響采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的四種

3、因素：檢測光斑位置、氣源強(qiáng)度控制、氣源時(shí)間控制、擺片安放位置，并根據(jù)這四種影響因素提出了相應(yīng)部件的設(shè)計(jì)要求。
　　其次，完成了采集數(shù)據(jù)處理算法的設(shè)計(jì)和人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了石英擺片頻率智能化測量功能。通過對振動信號數(shù)據(jù)的頻譜分析，利用帶通濾波器將自振頻率和扭振頻率分離開來。比較了多種模擬濾波器的特性，根據(jù)雙線性變換，設(shè)計(jì)了契比雪夫帶通濾波器。對濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行最大似然估計(jì)得到擺片的兩種振動頻率值。并利用多線程機(jī)制實(shí)現(xiàn)了石英擺片振動信