基于相移干涉法的MEMS离面运动测量
发布时间：2021-02-10 19:08
微机电系统（MEMS）三维动态特性测试表征了MEMS器件在高速运动状态下的特性,是MEMS产品研发过程中至关重要的环节。但由于MEMS器件尺寸小,通常在毫米微米级,限制了测量工具的范围。基于此,本学位论文对相移法、显微干涉和条纹图相位解包裹技术进行系统的研究,设计出一种基于相移干涉法的非接触式无损测量系统,对MEMS进行离面运动测量并三维显示。论文深入研究相移和显微干涉技术,对三步、四步、Hariharan和Stoilov相移算法进行分析比较。考虑到确定性和随机性光强误差等因素,最终选择最佳步长为π/2的Hariharan算法。为减小因MEMS高速运动而引起的拍摄图片的模糊重影现象,频闪成像采用声光调制器（AOM）控制激光束的进入时间。声光调制器开合一次的时间为1微秒,大大提高系统的测量精度并减小误差的产生。研究了多种抗噪声性能良好的干涉条纹图解包裹算法。将洪水填充法与分割线算法和质量导向图算法相结合,提高了解包裹的连续性。引入时域解包裹原理,对选取基点因运动引起的相位偏移进行误差补偿,减小系统误差。MEMS动态测试系统将基于MFC的平台软件与Matlab三维显示技术相结合,对测量系统...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相移干涉测量的干涉仪
图 3-5 四种算法的相位误差-20 -10 0 10 205(a)线性相移器误差-20 -10 0 10 200.05(b)二阶非线性探测器误差3步四步CarreHariharanStoilov-20 -10 0 10 2051(c)三阶非线性探测器误差3步四步CarreHariharanStoilov-20 -10 0 10 200.050.1(d)非线性探测器误差相位误差（度）相位偏差（度）相位偏差（度）相位偏差相位偏差
第三章 相移干涉原理及算法3.7 实验结果分析本论文采用 Hariharan 五步相移算法，相移驱动器选用 PZT 压电陶瓷，产生的五幅干涉条纹图如图 3-6 所示。处理相位时对相位值使用 atan2 函数进行校正，得到的相位图和数据如图 3-6 的 phase image 和图 3-7 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS接触电容式高温压力传感器的温度效应[J]. 郑志霞,冯勇建. 电子测量与仪器学报. 2013(12)
[2]基于变频补偿技术改善铷钟的频率温度特性[J]. 屈八一,宋焕生,周晖,李珊珊,孟强. 仪器仪表学报. 2013(11)
[3]Si50x CMEMS振荡器全面超越石英定时器件[J]. 王颖. 中国电子商情(基础电子). 2013(08)
[4]时序产品演进到单晶片MEMS振荡器时代[J]. 薛士然. 电子产品世界. 2013(08)
[5]Si50x新型高可靠性MEMS振荡器 美国芯科实验室[J]. 传感器世界. 2013(07)
[6]Silicon Labs全新MEMS振荡器为频率控制产品提供高品质服务[J]. 韩霜. 世界电子元器件. 2013(07)
[7]基于腰部移动模型的行走步长计算方案[J]. 任凯天,刘昱,汪少初. 电子测量与仪器学报. 2012(08)
[8]IDT推出全球首款针对高性能应用的压电MEMS振荡器[J]. 胥京宇. 世界电子元器件. 2012(06)
[9]基于MEMS传感器的船载天线振动监测系统研究[J]. 周成刚,毛亮,张煜昕. 国外电子测量技术. 2012(05)
[10]MEMS陀螺数字闭环驱动控制设计与实现（英文）[J]. 王晓雷,李宏生,杨波. Journal of Southeast University（English Edition）. 2012(01)
博士论文
[1]激光相干探测中声光器件特性的研究[D]. 霍雷.西安电子科技大学 2012
[2]MEMS微结构动态测试方法及关键技术研究[D]. 谢勇君.华中科技大学 2006
[3]基于显微干涉术的微机电系统动态测试方法与系统的研究[D]. 郭彤.天津大学 2004
[4]光栅投射三维轮廓测量技术的研究[D]. 牛小兵.天津大学 2003
[5]表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究[D]. 惠梅.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001
硕士论文
[1]动态三维面形测量中相位展开问题的研究[D]. 陈锋.四川大学 2005
[2]MEMS三维动态测试系统中数据处理技术的研究与实现[D]. 周明才.华中科技大学 2004
本文编号：3027848
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相移干涉测量的干涉仪
图 3-5 四种算法的相位误差-20 -10 0 10 205(a)线性相移器误差-20 -10 0 10 200.05(b)二阶非线性探测器误差3步四步CarreHariharanStoilov-20 -10 0 10 2051(c)三阶非线性探测器误差3步四步CarreHariharanStoilov-20 -10 0 10 200.050.1(d)非线性探测器误差相位误差（度）相位偏差（度）相位偏差（度）相位偏差相位偏差
第三章 相移干涉原理及算法3.7 实验结果分析本论文采用 Hariharan 五步相移算法，相移驱动器选用 PZT 压电陶瓷，产生的五幅干涉条纹图如图 3-6 所示。处理相位时对相位值使用 atan2 函数进行校正，得到的相位图和数据如图 3-6 的 phase image 和图 3-7 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS接触电容式高温压力传感器的温度效应[J]. 郑志霞,冯勇建. 电子测量与仪器学报. 2013(12)
[2]基于变频补偿技术改善铷钟的频率温度特性[J]. 屈八一,宋焕生,周晖,李珊珊,孟强. 仪器仪表学报. 2013(11)
[3]Si50x CMEMS振荡器全面超越石英定时器件[J]. 王颖. 中国电子商情(基础电子). 2013(08)
[4]时序产品演进到单晶片MEMS振荡器时代[J]. 薛士然. 电子产品世界. 2013(08)
[5]Si50x新型高可靠性MEMS振荡器 美国芯科实验室[J]. 传感器世界. 2013(07)
[6]Silicon Labs全新MEMS振荡器为频率控制产品提供高品质服务[J]. 韩霜. 世界电子元器件. 2013(07)
[7]基于腰部移动模型的行走步长计算方案[J]. 任凯天,刘昱,汪少初. 电子测量与仪器学报. 2012(08)
[8]IDT推出全球首款针对高性能应用的压电MEMS振荡器[J]. 胥京宇. 世界电子元器件. 2012(06)
[9]基于MEMS传感器的船载天线振动监测系统研究[J]. 周成刚,毛亮,张煜昕. 国外电子测量技术. 2012(05)
[10]MEMS陀螺数字闭环驱动控制设计与实现（英文）[J]. 王晓雷,李宏生,杨波. Journal of Southeast University（English Edition）. 2012(01)
博士论文
[1]激光相干探测中声光器件特性的研究[D]. 霍雷.西安电子科技大学 2012
[2]MEMS微结构动态测试方法及关键技术研究[D]. 谢勇君.华中科技大学 2006
[3]基于显微干涉术的微机电系统动态测试方法与系统的研究[D]. 郭彤.天津大学 2004
[4]光栅投射三维轮廓测量技术的研究[D]. 牛小兵.天津大学 2003
[5]表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究[D]. 惠梅.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001
硕士论文
[1]动态三维面形测量中相位展开问题的研究[D]. 陈锋.四川大学 2005
[2]MEMS三维动态测试系统中数据处理技术的研究与实现[D]. 周明才.华中科技大学 2004
本文编号：3027848
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