如何使用LabVIEW平臺進行新型二維微位移傳感器的設計詳細資料

　　基于矩形諧振腔的光學等傾干涉原理，設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） 技術對等傾干涉產生的周期性干涉條紋進行光電轉換，然后將電信號導入信號處理系統(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 干涉相結合的方法，結構簡單，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。

　　科學技術和工業(yè)的發(fā)展一般都是以測量技術的發(fā)展為先導的，高精度的位移測量系統(tǒng)是機械儀表、工具、兵器、宇航等產業(yè)獲得對位移的精密檢測與控制的基礎，也是上述產業(yè)產品及技術不斷進步的制約因素。近年來，傳感器技術飛速發(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外研究的重要方向和主要課題。傳統(tǒng)的基于壓電效應、霍爾效應、光纖原理等物理規(guī)律的傳感測量技術已經頗為成熟，但也存在一些不足，此類傳感測量技術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系而難以處理，且僅能運用于一維光學測量。在二維（ 角） 位移傳感方面，依據光纖技術、應變原理、二維磁效應、差動電感式及各類光電式傳感器研究方面，已有一定的技術基礎與經驗積累，給出了一種基于應變方式進行二維微位移（ 納米級） 測量的系統(tǒng)，設計了一種基于線陣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生干涉條紋的移動作為光信號。

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

　　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處理，然后將信號通過串口送到PC 機。

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