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利用在檢測自動化方面日益受到工業界重視的非接觸性光電檢測作精密機械振動的研 究愈來愈多, 也愈來愈重要, 如石英或壓電晶體振動的測試, 對精密光電工業的發展 有相當大的貢獻, 目前的研究方向主要是使用光學技術作量測, 如疊紋法(Morie) 、 全像法(Holography)、斑點法(Speckle) 及其它的干涉技術。一般而言, 這些干涉技 術的發展對於全域機械振動模態的定性分析相當方便, 也可進行即時觀測, 如電子斑 點干涉儀(ESPI)等。但目前這些技術或者在定量上有困難, 或者量測的振動頻率及精 度範圍受限制, 或者使用的光學元件太過複雜, 在實際的應用上較不方便等, 這些都 限制了高精度振動元件或儀器的實測, 而不易進行自動化的量測。 由於振動元件如壓電晶體的振幅係受電壓控制, 在不同的電壓下其振動量也不同, 而 靈敏度則相當高, 可達數個A,故測試重點即在找出其電壓與位移之相關聯性, 其量測 精度必須非常高, 量測的振動頻率也必須相當高, 因此, 為了改良目前量測技術所遭 遇的瓶頸, 且針對高精密度機械振動元件作定量分析, 故進行此項研究。 本文利用傳統斑點干涉術, 透過光纖的傳導與電子界面處理技術, 發展出一套新式光 纖感測器, 針對較高頻率的機械元件進行精密的振動位移之非接觸式即時量測(Real time measurement)。 並由可撓性極高的光纖感測頭, 研制出具穩定性、密實性、小 型化及抗雜訊(EMI) 的現場偵測設備。 從實驗數據顯示, 在目前已建立的系統中, 系統已可從低頻(500HZ) 到中高頻(110KH Z)的範圍內得到極佳的線性模式, 而其精度也已達到0.5±0.05nm 的高精度, 已遠超 過許多其它振動量測的技術, 未來若再能提升電子訊號的處理能力, 系統分析頻寬將 能擴展到光電二極體或類似光電偵測器的極限30MHZ,其精度亦能有相當程度的提昇。 最后由於界面的設計可輕易地透過A/D 轉換與電腦連線, 使量測過程與結果均由電腦 控制, 將可提供自動化量測之需求。
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