基于激光Doppler測試超聲換能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、本文在非接觸的激光多普勒光學(xué)測量方法基礎(chǔ)上，對(duì)U3000型粗鋁線鍵合機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的超聲換能系統(tǒng)，進(jìn)行了較為完整和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究：對(duì)換能系統(tǒng)的實(shí)際加卸載過程進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究；對(duì)換能系統(tǒng)進(jìn)行頻響實(shí)驗(yàn)研究；并對(duì)換能系統(tǒng)進(jìn)行電學(xué)阻抗測試及匹配實(shí)驗(yàn)研究。主要研究如下： 1．開發(fā)基于激光多普勒測速儀和數(shù)字示波器的測試系統(tǒng)，根據(jù)測試?yán)碚?，獲得實(shí)際加卸載過程中，換能系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電壓電流信號(hào)和響應(yīng)速度信號(hào)，以此為基礎(chǔ)分析換能系統(tǒng)。由測得的瞬時(shí)電壓電

2、流信號(hào)獲得系統(tǒng)的瞬時(shí)功率，根據(jù)功率信號(hào)的特征將加卸載過程分為振蕩段、正功率段和負(fù)功率段分析換能系統(tǒng)工作過程；運(yùn)用信號(hào)處理方法分辨出每個(gè)階段的起止時(shí)間；建立輸入與輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；運(yùn)用FFT對(duì)驅(qū)動(dòng)和響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。 2．基于激光多普勒測速儀和數(shù)字示波器建立換能系統(tǒng)頻響測試平臺(tái)，開發(fā)了基于89C51單片機(jī)和模擬開關(guān)的控制電路，控制對(duì)PZT換能器的加載時(shí)間，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的觸發(fā)功能；研究了數(shù)據(jù)處理方法，通過Hilben

3、變換獲得所測量的解析信號(hào)，從而得到系統(tǒng)的頻響曲線；應(yīng)用復(fù)模態(tài)理論識(shí)別系統(tǒng)實(shí)際振動(dòng)參數(shù)，如固有頻率、結(jié)構(gòu)阻尼、剛度、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)等；分析了不同驅(qū)動(dòng)電壓下系統(tǒng)特性的變化；研究了鍵合工具對(duì)換能系統(tǒng)特性的影響，并提出改進(jìn)意見。 3．根據(jù)超聲換能系統(tǒng)的等效電路模型，以及求取模型參數(shù)的導(dǎo)納圓法，用阻抗分析儀測得實(shí)際夾持狀態(tài)下，超身換能系統(tǒng)的電學(xué)導(dǎo)納曲線，利用導(dǎo)納圓法求得系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，分析系統(tǒng)的阻抗特性；并實(shí)驗(yàn)測試不同劈刀安裝長度和連接松緊