如何使用LabVIEW平臺進行新型二維微位移傳感器的設(shè)計詳細資料

　　基于矩形諧振腔的光學(xué)等傾干涉原理，設(shè)計了一種新型的二維微位移傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過電耦合器件（ CCD） 技術(shù)對等傾干涉產(chǎn)生的周期性干涉條紋進行光電轉(zhuǎn)換，然后將電信號導(dǎo)入信號處理系統(tǒng)進行采集與存儲，最后由串行通信發(fā)送至計算機，在LabVIEW 平臺進行實時的監(jiān)測。仿真實驗結(jié)果顯示，系統(tǒng)測量精度可以達到1 μm～ 0．1 μm．該系統(tǒng)采用矩形腔等傾干涉和F－P 干涉相結(jié)合的方法，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，且能夠同時對二維微位移進行精確測量，可以應(yīng)用于水利工程檢測維護，大型建筑安全監(jiān)測、精密加工中的實時控制等很多方面。

　　科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展一般都是以測量技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)的，高精度的位移測量系統(tǒng)是機械儀表、工具、兵器、宇航等產(chǎn)業(yè)獲得對位移的精密檢測與控制的基礎(chǔ)，也是上述產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品及技術(shù)不斷進步的制約因素。近年來，傳感器技術(shù)飛速發(fā)展，對于微位移或微角位移進行測量的傳感器的研究已成為國內(nèi)外研究的重要方向和主要課題。傳統(tǒng)的基于壓電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光纖原理等物理規(guī)律的傳感測量技術(shù)已經(jīng)頗為成熟，但也存在一些不足，此類傳感測量技術(shù)一般都是一維的位移測量，且測量精度不是很高。利用光纖干涉儀測量位移，具有測量精度高的特點，也是近年來應(yīng)用的熱點之一。另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的基于光強的F－P 傳感器，由于腔長與光強之間是高階非線性的關(guān)系而難以處理，且僅能運用于一維光學(xué)測量。在二維（ 角） 位移傳感方面，依據(jù)光纖技術(shù)、應(yīng)變原理、二維磁效應(yīng)、差動電感式及各類光電式傳感器研究方面，已有一定的技術(shù)基礎(chǔ)與經(jīng)驗積累，給出了一種基于應(yīng)變方式進行二維微位移（ 納米級） 測量的系統(tǒng)，設(shè)計了一種基于線陣CCD 的微小角位移傳感器。但測量精度，操作難易度，以及成本方面也是參差不齊。

　　本論文研究的系統(tǒng)可分為4 個部分，如圖1 所示。

　　第1 部分，等傾干涉裝置，主要由矩形腔內(nèi)的等傾干涉和F－P 兩組干涉組成，是通過被測物體的移動進而產(chǎn)生干涉條紋的移動作為光信號。

　　第2 部分，CCD 光電轉(zhuǎn)化裝置，該部分包括兩個CCD 和CCD 的驅(qū)動電路，兩個CCD 分別接收又兩組干涉條紋產(chǎn)生的光信號，然后將它接受到的光信號轉(zhuǎn)化成電信號。

　　第3 部分，單片機部分，包括信號處理電路和串行通信電路，主要對接收到的電信號進行處理，它控制X，Y 方向的信號采集并進行預(yù)處理，然后將信號通過串口送到PC 機。

　　第4 部分，測量結(jié)果的顯示部分，這主要通過LabVIEW 平臺來實現(xiàn)，同時顯示X 軸和Y 軸方向上的位移，顯示結(jié)果為位移－時間曲線。