技術領域

本發明涉及一種振動測量裝置，特別是公開一種激光聚焦式測頭測量微幅振動的方法及其使用的裝置，適用于機械、電子、建筑、地質等領域中超精密機械加工時的微幅振動測量。

背景技術

振動測量領域覆蓋了機械、電子、建筑、地質等廣泛領域。隨著半導體、光學儀器工業和Mems行業的發展，越來越多的元器件需要在微米、甚至納米級的精度上進行超精密機械加工。而超精密機械加工對微幅振動極為敏感，消除或減小微幅振動是保證產品質量的關鍵,?通過消除或減小這類超微密加工過程中的微幅振動，可以保證產品質量，提高工藝精度。實現微幅振動的準確隔離和消除也要靠微幅振動的準確測量作支撐和保證。而傳統的振動測量裝置通常只能測量微米級振幅的振動，對于微米級以下的振動都無法測量。因此設計一種對微幅振動敏感的振動測量裝置十分必要。

發明內容

本發明的目的是為了解決傳統振動測量裝置無法測量微米級以下振動的問題，提供一種激光聚焦微幅振動測量裝置，實現振幅微米級以下的振動的測量。

本發明是這樣實現的：一種激光聚焦式測頭測量微幅振動的方法，其特征在于：將待測振動裝置移動至激光聚焦式測頭正下方，數據采集卡采集激光聚焦式測頭的信號傳輸至數據處理器，數據處理器輸出數字信號給數據采集卡，數據采集卡將數字信號轉換成模擬信號輸出給電動升降平臺控制器，電動升降平臺控制器驅動電動升降平臺移動；電動升降平臺在激光聚焦式測頭焦平面附近移動，記錄相應的移動距離L和測頭信號U，提取線性部分對移動距離L和測頭信號U做線性擬合，獲取移動距離L和測頭信號U之間的線性關系；當待測振動裝置開始振動時，待測振動裝置表面與激光聚焦式測頭表面的距離變化，激光聚焦式測頭信號相應發生變化，通過數據采集卡采集激光聚焦式測頭信號并傳輸至數據處理器記錄，激光聚焦式測頭信號的頻率和波形就反應了待測振動裝置的振動頻率和波形，根據移動距離L和測頭信號U之間的線性關系U=k*L+b，振幅為測頭信號振幅的1/k倍。

一種所述測量方法使用的激光聚焦式測頭測量微幅振動的裝置，其特征在于：底座上平面的一側固定L型支架，支架的頂部設置懸臂梁形式的電動升降平臺，電動升降平臺沿著支架升降，電動升降平臺懸臂端下側設置激光聚焦式測頭，激光聚焦式測頭正下方設有水平移動平臺和夾持待測振動裝置的夾具，夾具在水平移動平臺上面，水平移動平臺在底座的另一側上平面上，激光聚焦式測頭信號輸出至數據采集卡，數據采集卡將數據輸出給數據處理器，數據處理器將處理后的數據通過數據采集卡輸給電動升降平臺控制器，電動升降平臺控制器驅動電動升降平臺的上下移動。

本發明的有益效果是：本發明解決了傳統振動測量裝置無法測量微米級以下振動的問題，實現振幅微米級以下的振動的無接觸測量。

附圖說明

圖1??是本發明測量裝置結構示意圖。

圖2??是本發明測量裝置位移信號關系圖。

具體實施方式

根據附圖1，本發明激光聚焦式測頭測量微幅振動的裝置的構成包括底座1、支架2、電動升降平臺3（行程L）、激光聚焦式測頭4、水平移動平臺5、夾具6、電動升降平臺控制器7、數據采集卡8、數據處理器9。底座1上平面的一側固定L型支架2，支架2的頂部設置懸臂梁形式的電動升降平臺，電動升降平臺沿著支架1升降，電動升降平臺懸臂端下側設置激光聚焦式測頭4，激光聚焦式測頭4正下方設有水平移動平臺5和夾持待測振動裝置的夾具6，夾具6在水平移動平臺5上面，水平移動平臺5在底座1的另一側上平面上，激光聚焦式測頭信號輸出至數據采集卡8，數據采集卡8將數據輸出給數據處理器9，數據處理器9將處理后的數據通過數據采集卡8輸給電動升降平臺控制器7，電動升降平臺控制器7驅動電動升降平臺的上下移動。

本發明測量方法的具體實施步驟如下：

1、激光聚焦式測頭信號通過數據采集卡采集，并傳輸至數據處理器；通過數據處理器將數據傳送數據采集卡轉換成模擬信號驅動電動升降平臺。

2、通過數據處理器將數據傳送數據采集卡轉換成模擬信號驅動電動升降平臺，使電動升降平臺位于行程的中間位置。

3、水平移動平臺5固定在在底座1上，用夾具6固定待測振動裝置，通過水平移動平臺5移動待測振動裝置至激光聚焦式測頭4的正下方。（此時待測振動裝置處于振動停止狀態）。

4、驅動電動升降平臺3下降，使待測振動裝置位于激光聚焦式測頭4焦平面之外，以此時電動升降平臺3的位置為零位。