[发明专利]一种绝对式位移测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密振动位移测量装置，尤其涉及一种绝对式位移测量装置。

背景技术

随着超微细加工与装配技术、超精密测量技术的发展，微振动的影响变得更加突出。精密振动测试是许多高科技产品研发的必备手段。振动位移测量一般采用如下手段进行测试：电蜗流位移计、电容式位移测量仪、激光多普勒测振仪等。但上述测量手段属于相对式测量，难以得到被测物体的绝对位移。

1996年2月7日公开的“绝对式振幅传感器装置”(公开号为CN1116298A的中国专利)采用相对式位移传感器(电涡流位移传感器或电容位移传感器)与振动子组合，实现绝对式位移测量。该装置配备不同质量的振子降低振子的固有频率，扩展其低频特性，但过重的质量块和过低的弹簧刚度使其在重力场中静变形很大，不仅会导致体积庞大，结构设计困难，而且易受到交叉振动的干扰。

1997年4月23日公开的“手持式智能测振表”(公开号为CN2252986Y的中国专利)公布了一种测振仪器，该仪器采用积分电路或重积分电路将速度信号或加速度信号转变成位移信号，但是信号噪声对积分结果影响很大，难以得到准确的位移信号。

因此，如何方便地获取微振动的准确的绝对位移已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝对式位移测量装置，以解决微振动的绝对位移测量不方便，测量装置复杂的问题。

为解决上述问题，本发明提出一种绝对式位移测量装置，所述绝对式位移测量装置包括依次串连的：

相对式位移检测系统，用于检测物体的相对位移，包括弹簧振子及与所述弹簧振子相连的相对式位移传感器，所述相对式位移传感器输出一相对位移信号，所述相对位移信号与绝对位移之间的相位相差180度；

预处理模块，用于对所述相对位移信号进行幅值调理和低通滤波预处理，去除噪声信号；

A/D处理模块，对预处理后的带负号的相对位移信号进行模数转换，得到数字式的相对位移信号；

低频校正模块，用于扩展相对式位移传感器的工作频率下限及校正相对式位移传感器的动态特性，从而把数字式的相对位移信号转换为数字式的绝对位移信号；以及

反相器，用于对经过低频校正模块后的信号进行相位调理得到相位正确的数字式的绝对位移信号。

可选的，所述弹簧振子包括质量块，X、Y、Z向的三个弹簧以及X、Y、Z向的三个阻尼器，所述X、Y、Z向的三个弹簧以及X、Y、Z向的三个阻尼器的一端连接所述相对式位移传感器的外壁，另一端连接所述质量块，所述质量块通过所述X、Y、Z向的三个弹簧以及X、Y、Z向的三个阻尼器悬浮在所述相对式位移传感器的外壁内。

可选的，所述相对式位移传感器为非接触式相对式位移传感器，其数量为3个，分别沿X、Y、Z方向接在所述质量块上，用于检测X、Y、Z三个方向的相对位移信号。

可选的，所述相对式位移传感器传递函数为：