JW型激光测微仪在动态测量应用中的研究

　　JW系列激光测微仪具有非接触、高精度、被测面可以小至1mm等特点。它能对物体的位移和振动进行在线测量而不会产生测量力，更不会划伤被测物的表面。因而适于多种行业各种金属、非金属的位移、厚度、形状等多种参数的在线检测。本文主要介绍利用该激光测微仪应用于科研中的情况.

　　一、激光测微仪的基本原理

　　JW系列激光测微仪都是采用激光三角法测量原理，其所使用的光源为半导体激光器，即LD(LaserDiode);所使用的接收元件为半导体位敏器件，即PSD。

　　图l为仪器的测头的结构原理图.其中图1a是正反射式测头JW一11(A)，用于表面粗糙度较高的被测表面，如镜面、尼龙薄膜等.其非接触相隔距离10mm，分辨率0.5.图1b为漫反射式测头JW一11(B)，适于相对而言表面粗糙度较大的被测表面，如各种轧制、切削的金属表面、木材、纸张、食品、甚至人的皮肤等.其相隔距离有18mm和60mm两种，相应分辨率分别为1和5。

　　图中OO₁为发射光轴，OO₂为接收光轴，O₂为PSD的几何中心，X为被测面位移，Y为反射至PSD的光点距其中心O₂的距离.根据如图的几何关系，对A、B两种形式的测头可分别得到(l)、(2)两个表达式，其符号含义也如图1所示.

　　式中 f—接收透镜的焦距

　　二、仪器的总体构成

　　仪器的总体结构如图2所示.驱动电路产生的调制信号使LD发光，并通过自动功率控制保持LD光强的恒定.PSD产生的反映位移变化的光电流以I/V转换放大至仪器的锁定放大电路，去各种噪声后进入12位A/D的数据采集系统.然后进行运算和数据处理.此时若测量的是位移量，可用JW一H激光测微仪本身的单片机系统完成运算及显示等功能，若测量的是振动等动态参数，则可用数据采集器及微机进行波形存储及频谱分析。

　　三、音箱参数测t中的应用

　　高品质音箱结构设计和质量检测中的一个重要环节就是对音箱箱体及其纸盆振动的检测.纸盆本身的特性造成使用传统的测振方法不大适宜.首先纸盆是绝缘体，若在上面贴上金属贴片，又将影响纸盆本身的振动特性，而且电容或电涡流传感器离被测面仅1mm左右，也会影响声波的扩散，使音质受影响，因而采用上述两种传感器不合适;另一方面若是用接触测量方式，如采用电感测微仪，也会因为对纸盆振动响应不够及会对纸盆有测量力，引起变形等原因也不能用.而采用可距纸盆6omm响应达ZokH2的JW一11(B)型激光测微仪，没有上述传感器的间题，可以很方便地用于这方面的测量.检测系统如图3所示.