光测法物体振动时产生的物理量的测量
1 确定测量什么系统中的什么物理量
1.1 介绍要研究测量的机械系统
1.2 说明为什么要测量该物理量
2 传感器测量原理及数学模型分析
2.1 确定物理量的测量原理。
2.2 几种重要的测量方法。
2.3 测量方法、数学关系以及变换电路。
2.4 测量范围。
3 测量标定
4 实际测量与数据分析
5 结论
1确定测量什么系统中的什么物理量
1.1介绍要研究测量的机械系统
振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象，在大多数情况下，振动是有害的，它对仪器设备的精度，寿命和可靠性都会产生影响。当然，振动也有可以被利用的一面，如输送、清洗、磨削、监测等。
但是，无辣,文-论'文.网http://www.751com.cn 论是利用振动还是防止振动，都必须确定其量值。
我要测量的机械系统是从现实中抽象出来的简单系统
即用频率可调的试验用起振靶面作为振源，采用光学测量方法，用基于光三角法的激光测振仪测量振动数据（位移），再分析振动数据（峰值，有效值，平均值）。
1.2说明为什么要测量该物理量
通过激光测振仪的测量画出振动系统的波形图和频谱图，从而分析系统的性能。
峰值表示振动的程度，实际上可反映对结构强度的破坏程度。
有效值作为衡量振动量的大小，计及了振动随时间变化的经历过程，它具有振动能量的含义，如位移的有效值与位能有关；速度的有效值则与动能有关
平均值其实是平均绝对值的简称，显然它也计及了波形变化的过程，但它的价值不如有效值。
2传感器测量原理及数学模型分析
2.1确定物理量的测量原理
2.2常用的测量方法还有电测法、机械法、光测法
名称 方法 优缺点机械法
将被测对象的振动量转换成电量，然后用电量测试仪器进行测量
灵敏度高，频率范围及动态、线性范围宽，便于分析和遥测，但易受电磁场干扰。是目前最广泛采用的方法
电测法
利用杠杆原理将振动量放大后直接记录下来
抗干扰能力强，频率范围及动态、线性范围窄、测试时会给工件加上一定的负荷，影响测试结果，用于低频大振幅振动及扭振的测量
光学发 利用光杠杆原理、读数显微镜、光波干涉原理，激光多普勒效应等进行测量 不受电磁场干扰，测量精度高，适于对质量小及不易安装传感器的试件作非接触测量。在精密测量和传感器、测振仪标定中用得较多
2.3 我采用的是光测法，其原理及数学关系和变换电路
图1 示出了光三角法的振动位移测量原理。半导体激光器LD 发出的激光经发射透镜L 1 汇聚于被测物体表面的O 处形成入射光点, 该光点在空间的部分散射光通过接收透镜L 2 汇聚到光电探测器E 上形成象光点O ′。当入射光点与该光学结构发生相对于入射光轴方向的振动位移z 时, 引起象光点在E 的感光面上发生位移z′,从而引起光电探测器输出电信号的变化。通过检测该信号的变化即可求得z′,
则z 为
z = az ′sinφ/bsinβ- z ′sin (B+φ) (1)
式中参数如图1 所示。当入射光点通过接收透镜所成的象光点在光电探测器E 上的中点时, 此入射光点称为测振仪基准点。角Φ的选定是为了满足恒聚焦条件。所用光电探测器可为线阵CCD 器件或PSD器件。PSD 是一种新型半导体位置探测器, 它将光点在其光敏面上的强度及位置转换成两路电流信号输出。设PSD 的两个电极输出的光电流分别为1725