摘要：微结构运动测试技术已成为MEMS测试技术的重要组成部分。由于MEMS器件中微结构的运动频率较高,频闪成像法得到了广泛的应用。本文针对静电型MEMS周期运动测试的要求,设计并研制了一种基于FPGA的频闪成像和运动激励同步控制系统,用于MEMS器件的周期运动激励和微结构高速周期运动过程中清晰图像的获取。实验表明,频闪照明的最小脉冲宽度为10 ns,运动相位的调整间隔小于3.75°,能够满足周期运动频率为1 MHz微结构运动测试的要求。

摘要：近年来,基于机器视觉的纸病检测技术可以在纸张的生产过程中完成对纸张质量的监测和纸病信息反馈,所以一直是国内外相关领域的研究热点。但是随着纸机车速的加快和纸张幅宽的加大,尺寸小的纸病很难被检测出来,而且采集到的纸张图像质量差。针对在采集纸张图像过程中出现的横向波纹现象。通过香农采样定理的逆向分析,总结出横向波纹产生的原因;结合频闪成像技术,利用速度传感器、A/D转换电路和LED频闪电路设计了一种适用于纸机车速、相机扫描频率和LED光源频闪同步控制系统,借助纸病检测装置,通过采集纸机不同车速下的纸张图像,进行控制系统有效性的验证。结果表明该控制系统可以有效地提高纸张的成像质量,为纸病检测和识别奠定良好的基础。

摘要：为了对MEMS器件的3D形貌、垂向位移与形变、共振频率等特性进行精确的非接触式的测量,研制了一种基于激光频闪法的MEMS动静态测试系统。该系统以改进了的泰曼干涉仪为核心,采用激光照明,结合五步相移算法,获得MEMS器件静态表面的3D形貌图。使激光频闪的频率与MEMS器件驱动信号源频率一致可以获得相对“冻结”不变的3D形貌。改变频闪激光相对于MEMS器件驱动信号源的相对相位延时,可以获得周期内的MEMS器件离面运动轨迹等参数。本文设计并实现了与该系统配套的数据处理软件。该系统对于离面运动的测量精度可达1nm,最高测试频率可达500kHz。通过对可变形反射镜的测试验证了该系统的可靠性与通用性。

摘要：选针器是圆机电子提花技术中的关键执行机构,其工作性能的好坏将直接影响到圆机提花的准确性和可靠性,为此,针对现有电子选针器检测系统检测效率低、可靠性差、成本高等问题,利用频闪成像原理,运用嵌入式控制技术并采用模块化设计方法,设计了一种基于嵌入式处理器STM32和可编程逻辑器件的选针器频率检测系统。实际检测效果表明,该系统可实现对选针器刀头故障的有效检测,并且具有良好的稳定性、可靠性和并行控制能力。目前该检测系统已经在选针器生产企业实际应用。应用效果显示,该检测系统可提升电子选针器的稳定性、可靠性和生产效率。

摘要：为研究具有柔性气动外形的微型飞行器抗气流扰动特性,本文设计了一种具有柔性气动外形微型旋翼飞行体,利用有限元方法对飞行体垂直气道的设计模型进行了模态分析,实现了飞行体的垂直起降和悬停。在基于双目立体视觉测量的气流扰动场实验装置中对飞行体完成初步的三维可视化检测,利用频闪成像方法记录气流扰动下飞行体的运动轨迹和气动外形的形态学变化,为研究柔性气动外形非定常气动特性以及飞行体抗扰动机理提供一种有效的可视化信息提取方法。

摘要：利用频闪成像和显微干涉技术设计开发了微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)离面微运动测试系统。系统在计算机控制下通过相对延时和五步相移干涉技术自动采集MEMS结构运动周期内各不同时刻的干涉条纹图集,再通过五步相移算法和分割线去包裹算法分别对干涉条纹图和包裹相位图进行分析处理可得到被测MEMS结构的离面微运动情况。为实现浮点型相位图数据的有效存取,提出了一种新的相位图文件格式。通过实验对硅微悬臂梁在不同幅值正弦基础激励下的离面振动响应进行了有效测量,且测量重复性误差小于10nm。

摘要：为测量MEMS谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数,基于频闪成像原理得到了MEMS谐振器一个周期内各时刻的清晰运动图像,利用块匹配技术对MEMS谐振器的运动图像进行处理,从而得到其特性参数,为MEMS器件的设计提供重要参考。实验结果表明,该方法具有较好的测量精度,测量重复性达到40nm。

摘要：为测量MEMS谐振器周期运动过程中各时刻不同相位的运动特性及其动态参数,提出利用光学测量方法,设计基于机器微视觉的MEMS动态分析仪。其实现机理是基于频闪成像原理获得MEMS谐振器一个周期内所需相位的清晰运动图像,结合光流技术对MEMS谐振器的运动序列图像做二维运动估计,从而得到其动态特性参数,为MEMS器件的设计提供重要参考。具有非接触性、测量精度高的特点。实验结果表明,该系统的测量重复性达7.1nm,能够很好地描述微谐振器的动态特性。