基于激光Doppler測試超聲換能系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、本文在非接觸的激光多普勒光學測量方法基礎(chǔ)上，對U3000型粗鋁線鍵合機實驗平臺的超聲換能系統(tǒng)，進行了較為完整和系統(tǒng)的實驗研究：對換能系統(tǒng)的實際加卸載過程進行非穩(wěn)態(tài)的實驗研究；對換能系統(tǒng)進行頻響實驗研究；并對換能系統(tǒng)進行電學阻抗測試及匹配實驗研究。主要研究如下： 1．開發(fā)基于激光多普勒測速儀和數(shù)字示波器的測試系統(tǒng)，根據(jù)測試理論，獲得實際加卸載過程中，換能系統(tǒng)驅(qū)動電壓電流信號和響應(yīng)速度信號，以此為基礎(chǔ)分析換能系統(tǒng)。由測得的瞬時電壓電

2、流信號獲得系統(tǒng)的瞬時功率，根據(jù)功率信號的特征將加卸載過程分為振蕩段、正功率段和負功率段分析換能系統(tǒng)工作過程；運用信號處理方法分辨出每個階段的起止時間；建立輸入與輸出關(guān)系的數(shù)學模型；運用FFT對驅(qū)動和響應(yīng)信號進行頻譜分析。 2．基于激光多普勒測速儀和數(shù)字示波器建立換能系統(tǒng)頻響測試平臺，開發(fā)了基于89C51單片機和模擬開關(guān)的控制電路，控制對PZT換能器的加載時間，以及實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集設(shè)備的觸發(fā)功能；研究了數(shù)據(jù)處理方法，通過Hilben

3、變換獲得所測量的解析信號，從而得到系統(tǒng)的頻響曲線；應(yīng)用復模態(tài)理論識別系統(tǒng)實際振動參數(shù)，如固有頻率、結(jié)構(gòu)阻尼、剛度、機械品質(zhì)因數(shù)等；分析了不同驅(qū)動電壓下系統(tǒng)特性的變化；研究了鍵合工具對換能系統(tǒng)特性的影響，并提出改進意見。 3．根據(jù)超聲換能系統(tǒng)的等效電路模型，以及求取模型參數(shù)的導納圓法，用阻抗分析儀測得實際夾持狀態(tài)下，超身換能系統(tǒng)的電學導納曲線，利用導納圓法求得系統(tǒng)的各項參數(shù)，分析系統(tǒng)的阻抗特性；并實驗測試不同劈刀安裝長度和連接松緊