钱向伟　王雷　张深逢　叶岗　宋云峰

摘要：

为了分析三维光电振动测量仪测量的三维数据准确性，提出了一种利用标准小球做相对校准的简便方法。组成三维光电振动测量仪的5台激光测振仪发出的5束激光同时经过1个透镜，聚焦在位于透镜焦点处且安装在振动源上的标准小球球面上，软件处理小球振动时的三维分量，并与小球3个正交方向放置的3台激光测振仪测得的数据对比。通过微调小球的摆放位置，测量小球不同振动方向的三维振动信息，最后对数据进行误差分析，测量结果验证了该校准方法的可行性和适用性。

关键词：

三维光电振动测量； 正交法测量； 标准小球； 激光测振仪

中图分类号： TH 741文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2016.02.003

Abstract：

In order to analyze the accuracy of 3D photoelectric vibration measurement instrument，a simple relative calibration method based on standard ball is presented.Five lasers from five laser vibrometers are for 3D photoelectric vibration measurement through a lens at the same time，focusing on the spherical surfaces of the standard ball at the focal point of the lens.The standard ball is fixed on the vibration device.Vibration data is acquired.A software is used to process the 3D components of the ball.Three laser vibrometers placed in three direction orthogonally are used to compare measured data.By changing the position of the ball，different vibration directions of 3D vibration information is measured.Then error of data is analyzed.The results verify the feasibility and applicability of the calibration method.

Keywords：

measurement of 3D photoelectric vibration； orthraltropic vibration measurement； standard ball； laser vibrometer

引言

三维光电振动测量仪作为高端科学仪器，广泛应用于卫星陀螺控制器的振动测量、航空发动机的叶片振动测量、火炮发射时炮管的振动测量、微机电系统振动测量等，属于非接触测量仪器。然而，长期以来我国的光电振动测量仪几乎完全依赖进口，部分产品由于牵涉到国防和国家安全领域还无法进口，这一局面极大地限制了我国相关领域的发展。为此，研制具有自主知识产权的三维光电振动测量仪迫在眉睫。

由于三维测振技术发展得较晚，目前国内外对振动校准装置的研究还局限于采用单分量激励下的分轴向振动校准。然而，采用传统的单分量振动校准装置校准三分量测振仪具有一定的局限性，三分量测振仪的灵敏度是一个矩阵形式，若采用单分量振动校准装置将无法得到这个输入、输出的耦合关系，而传统的对多分量测振传感器逐分量校准方法，存在校准时间长、工作效率低且结果可靠性差等不足。……