| 全場(chǎng)掃描式激光測(cè)振儀 |
Polytec多功能全場(chǎng)掃描式激光測(cè)振儀，是一款具有更高精度、更高測(cè)量速度、更簡(jiǎn)捷操作的數(shù)據(jù)采集與處理的可視化快速測(cè)振工具。
掃描式激光測(cè)振儀無需任何準(zhǔn)備工作，只需一個(gè)人，即可在幾分鐘內(nèi)完成上千個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，并立即顯示測(cè)量結(jié)果，極大的提高了工作效率。
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掃描式激光測(cè)振儀由掃描式光學(xué)頭、控制器、連接箱和數(shù)
據(jù)管理系統(tǒng)等組成，用戶可在目標(biāo)視頻圖像上定義任意測(cè)量
區(qū)域和測(cè)量點(diǎn)，并由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)控制自動(dòng)完成掃描測(cè)量并
顯示振型。 |
| MSV-400 顯微式激光測(cè)振儀 |
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MSV-400測(cè)振儀可給出任何一種微觀結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性
• 20MHz超大帶寬，激光點(diǎn)小于1μm
• 快速掃描測(cè)量，允許每秒100次的采集速度，皮米級(jí)分辨率
• 可與MEMS探測(cè)站結(jié)合以對(duì)MEMS設(shè)備進(jìn)行測(cè)量 |
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MSV-400顯微掃描式激光測(cè)振儀是在改良MSV-300的基本上發(fā)展而來的，適用于如MEMS微小物體的振動(dòng)測(cè)量分析。它也是一款基于激光多普勒原理的測(cè)量工具。MSV-400測(cè)量可達(dá)皮米級(jí)的振動(dòng)分辨率，測(cè)量帶寬可達(dá)20MHz。
| MEMS和顯微測(cè)振儀 |
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MSV-400顯微掃描式激光測(cè)振儀是一款適用于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)裝置以及其他微觀結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)量分析工具?？蓱?yīng)用于自動(dòng)化，醫(yī)學(xué)，生物和航空工業(yè)等行業(yè)。Polytec的MSV-400是一款最理想的快速準(zhǔn)確測(cè)量MEMS設(shè)備振動(dòng)特性的工具。同時(shí)它也可以方便安裝在手動(dòng)或自動(dòng)探測(cè)站中進(jìn)行測(cè)量。
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| MSV-400 重要特征 |
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通過光學(xué)顯微鏡可以方便的獲取全視野振動(dòng)圖像
可實(shí)現(xiàn)時(shí)域和頻域測(cè)量
完美的面外頻率響應(yīng)信號(hào)
頻率范圍：0 Hz - 1 MHz (20MHz可選)
可視化的高清晰度時(shí)域和頻域視頻圖像
面外振動(dòng)的皮米級(jí)位移分辨率（可選）
極細(xì)的激光點(diǎn) (e.g. 1 μm （ 40X lens）)
可兼容常規(guī)的顯微式CCD
標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)
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| 多普勒激光測(cè)振儀 優(yōu)點(diǎn) |
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僅僅激光多普勒測(cè)振儀能夠提供物體的完整的面外振動(dòng)特性。這種振動(dòng)測(cè)量不需要進(jìn)行離散頻率分析。相反，振動(dòng)數(shù)據(jù)可以直接從測(cè)振儀的全帶寬上的任何激勵(lì)波形中獲得。另外，激光多普勒測(cè)振儀還可實(shí)現(xiàn)非理想與非線性系統(tǒng)的分析功能。
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| MSV-400 系統(tǒng) |
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MSV-400 顯微掃描式激光測(cè)振儀包含了一個(gè)光學(xué)掃描單元，一臺(tái)OFV-551光纖式光學(xué)頭，一臺(tái)OFV-5000控制器和一臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(DMS)； 一個(gè)工作站還需要一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換器和一套軟件。雙束電子分離器(OFV-072)安裝可以顯微鏡上，光纖通過顯微掃描單元(OFV-073)連接到光學(xué)通道上。后者通過一個(gè)外部單元來控制兩臺(tái)超精密度的壓力計(jì)，以使激光束通過顯微光學(xué)單元。同時(shí)，一臺(tái)循序掃描攝像機(jī)(VCT-101)為DMS提供了實(shí)時(shí)視頻圖像。這樣，激光移動(dòng)，而物體則不動(dòng)，在整個(gè)測(cè)量過程中，我們可以利用這個(gè)穩(wěn)定的視頻圖像來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
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| MSV-400 型號(hào) |
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MSV-400顯微掃描式激光測(cè)振儀有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版MSV-400-M2和一個(gè)高頻測(cè)量版MSV-400-M2-20系統(tǒng)。在這兩種版本中Polytec的高端OFV-5000控制器都起到了解調(diào)速度和位移信號(hào)的作用。對(duì)于MSV-400-M2測(cè)振儀, 它能測(cè)量的頻率上線為1 MHz,可配置速度數(shù)字和模擬解碼兩種解碼卡。而對(duì)于MSV-400-M2-20測(cè)振儀，則可以測(cè)量高達(dá)10 MHz的速度信號(hào)和高達(dá)20 MHz的位移信號(hào)。
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| MSV-400 硬件和軟件 |
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MSV數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(DMS，外殼滿足工業(yè)要求)包含了Windows 2000(可根據(jù)要求選擇XP) 操作系統(tǒng)、硬件掃描控制單元、視頻、數(shù)據(jù)采集以及 MSV-400軟件包。標(biāo)準(zhǔn)版(PSV-W-400-M2) PC包含了IEEE1394火線適配器、內(nèi)置觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)器、用于掃描控制的雙通道D/A轉(zhuǎn)換卡和用于數(shù)據(jù)采集的1MHz帶寬的兩通道A/D 轉(zhuǎn)換卡?；赑C的達(dá)1 pm級(jí)位移分辨率的數(shù)字解調(diào)卡（可選）。一個(gè)雙通道的數(shù)據(jù)采集卡和一個(gè)外部或者內(nèi)部的40MHz帶寬信號(hào)觸發(fā)器可以安裝在高頻版PSV-W-400-M2-20中。同時(shí)，系統(tǒng)的軟件也具有相應(yīng)的杰出特征。MSV-400具有標(biāo)準(zhǔn)的可在被測(cè)物體上定義任意密度和坐標(biāo)系(polar, cartesian, hexagonal 或任意其他)的掃描點(diǎn)，高達(dá)40,000個(gè)的測(cè)量點(diǎn)可以讓測(cè)量人員更加深入的了解物體的振動(dòng)特性。測(cè)量結(jié)果可以在視頻圖像中以3D動(dòng)漫形式顯示。
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| MSV-400 產(chǎn)品特點(diǎn)和升級(jí) |
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當(dāng)脫離光學(xué)顯微掃描系統(tǒng)的時(shí)候，OFV-551光纖式光學(xué)頭可以與OFV-5000連用作為單點(diǎn)式測(cè)振儀使用。當(dāng)然，也可以通過顯微鏡、光學(xué)掃描系統(tǒng)擴(kuò)展為雙光束分離單元和2坐標(biāo)系統(tǒng)來進(jìn)行差分式振動(dòng)測(cè)量。對(duì)于差分式測(cè)振儀則必須使用OFV-552光學(xué)頭。另外通過整合PMA-400面內(nèi)微系統(tǒng)測(cè)振儀可以實(shí)現(xiàn)面內(nèi)振動(dòng)測(cè)量，這時(shí)MSV-400測(cè)量系統(tǒng)可以升級(jí)為完美的MMA-400微系統(tǒng)測(cè)振系統(tǒng)，同時(shí)即可實(shí)現(xiàn)完美的3-D振動(dòng)特性功能。
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| MSV-400 顯微掃描式測(cè)振儀 |
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MSV-400 光學(xué)裝置
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| MSV-400 類型 |
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MSV-400-M2 |
標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),1MHz 帶寬（2MHz可選） |
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MSV-400-M2-20 (A) |
帶高頻速度解碼卡的高頻測(cè)量結(jié)構(gòu)
10MHz 帶寬 |
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MSV-400-M2-20 (B) |
帶高頻位移測(cè)量的高頻測(cè)量結(jié)構(gòu)
20MHz 帶寬 |
| MSV-100 掃描單元 |
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光學(xué)頭 |
標(biāo)準(zhǔn): OFV-551單點(diǎn)式
可選: OFV-552 差分式 |
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激光安全等級(jí) |
<1 mW 可視(Class 2) |
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激光直徑 |
10 μm （4x 顯微鏡）
1 μm （ 40x 顯微鏡） |
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攝像機(jī) |
數(shù)字式循環(huán)掃描，接口（IEEE1394) |
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視野 |
2.5 mm x 1.75 mm （4倍鏡頭）
100 μm x 70 μm （100倍鏡頭） |
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掃描區(qū)域 |
1.75 x 1.75 mm （4倍鏡頭）
70 x 70 mm （100倍鏡頭） |
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顯微鏡連接 |
CCD (C-mount) |
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推薦顯微鏡 |
Mitutoyo FS70 Series
Zeiss Axioskop 2Mat Series
Olympus BX2M Series
Leica DMLM Series |
| OFV-5000 控制器 |
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解碼卡 |
MSV-400-M2 |
MSV-400-M2-20 (A) |
MSV-400-M2-20 (B) |
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VD-02
寬帶速度解碼卡
VD-06
高精度數(shù)字式速度解碼卡 |
VD-02
寬帶速度解碼卡
VD-05
10MHz速度解碼卡
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VD-02
寬帶速度解碼卡
DD-300
20MHz位移解碼卡 |
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速度分辨率 |
0.02 μm s-1/ Hz |
0.15 μm s-1/ Hz |
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位移分辨率 |
< 0.1 pm/Hz ( 100%反射)
(MSV-400-M2 with PSV-S-VDD , MSV-400-M2-20 (B)) |
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最大振動(dòng)頻率 |
1.5 MHz
2 MHz（PSV-S-VDD可選） |
10 MHz |
20 MHz |
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最大振動(dòng)速度 |
±10m/s |
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遠(yuǎn)程控制 |
RS-232接口 |
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MSA-E-400 連接箱 |
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功能 |
連接控制器和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提供激勵(lì)信號(hào) |
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信號(hào)輸入 |
0.1 V ... ±31.6 V模擬信號(hào)輸入（測(cè)量或參考信號(hào)） TTL觸發(fā)或門輸入 |
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Piezo controller |
2 通道 |
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功放 |
內(nèi)置, 輸出, 10 V / 50 mA 峰值 |
| OFV-551 / OFV 552 光學(xué)頭 |
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激光波長(zhǎng) |
633 nm |
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激光保護(hù)等級(jí) |
Class 2， He-Ne 激光, < 1 mW, 可視 |
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可用光纖長(zhǎng)度 |
1000 mm (OFV-551), 2000 mm, 3000 mm (OFV-552) |
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光強(qiáng)度控制 |
可選激光調(diào)光器 |
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特征 |
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光學(xué)頭 |
最大清晰度 |
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OFV-551 |
135 mm + n · 204 mm; n = 0; 1; 2; ... |
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OFV-552差分 |
0 mm + n · 204 mm |
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OFV-552單點(diǎn) |
63 mm + n · 204 mm |
| 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) |
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電腦 |
工業(yè)PC |
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RAM |
1 G |
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硬盤 |
120 GB |
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數(shù)據(jù)存取 |
DVD (4x) 和 CD (16x) |
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數(shù)據(jù)傳輸 |
LAN |
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操作系統(tǒng) |
Microsoft Windows 2000 (XP 可選) |
| 數(shù)據(jù)采集 |
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系統(tǒng) |
MSV-400-M2 |
MSV-400-M2-20 |
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通道數(shù) |
2, 同步采樣 |
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分辨率 |
12 bits (當(dāng)超值采樣則可達(dá)15bit, 依據(jù)帶寬) |
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設(shè)置 |
± 100 mV … ± 31.6 V |
± 200 mV … ± 10 V |
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觸發(fā) |
外部觸發(fā)或模擬觸發(fā)，前觸發(fā)或后觸發(fā) |
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門輸入 |
僅 MSV-400-M2 |
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FFT頻率范圍 |
DC ... 1 MHz,
DC ... 2 MHz 可選 |
DC … 40 MHz |
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激勵(lì) |
內(nèi)部信號(hào)激勵(lì)達(dá)500kHz |
內(nèi)部信號(hào)激勵(lì)達(dá)40MHz |
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Software for control of Agilent model 33120A arbitrary waveform generator |
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波形 |
正弦，周期等任意信號(hào) |
| 軟件特征 - 數(shù)據(jù)采集 |
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視頻顯示 |
實(shí)時(shí)、全視野視頻圖像，直觀顯示掃描區(qū)域和掃描測(cè)量點(diǎn) |
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激光定位 |
通過鼠標(biāo)或拖動(dòng)鼠標(biāo)可實(shí)時(shí)定位激光點(diǎn) |
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掃描區(qū)域定位 |
利用鼠標(biāo)在視頻圖像上直接定義測(cè)量區(qū)域和測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量最大點(diǎn)數(shù)：512 x 512點(diǎn)。用戶可以定義矩形、多邊形等掃描區(qū)域，也可以定義其他任意掃描測(cè)量區(qū)域。當(dāng)多個(gè)掃描區(qū)域組合或拆散掃描區(qū)域的時(shí)候，可以隨意移動(dòng)或者擴(kuò)展掃描區(qū)域。 |
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測(cè)振控制 |
可以利用RS232接口通過Polytec軟件控制所有測(cè)振參數(shù)（如速度范圍等） |
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掃描單元控制 |
顯微鏡激光點(diǎn)完全可以利用鼠標(biāo)遠(yuǎn)程控制 |
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顯示 |
同步顯示視頻圖像、精確的激光點(diǎn)定位以及多種信號(hào)測(cè)量分析結(jié)果 |
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快速掃描 |
50點(diǎn)/s |
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門輸入 |
適用于間斷掃描控制 |
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數(shù)據(jù)有效性 |
通過信號(hào)增強(qiáng)模式檢查每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
測(cè)量數(shù)據(jù)有效性: 最優(yōu)(僅SE)； 有效；A/D過載 |
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觸發(fā) |
自動(dòng)或手動(dòng)，上升沿或下降沿
觸發(fā)來源：外部或者測(cè)量信號(hào) |
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FFT 線 |
標(biāo)準(zhǔn)6400線, 可選12800線, Zoom FFT可選 |
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窗口函數(shù) |
Rectangular, Hamming, Hanning, Flat top, Blackman Harris, Bartlett, Exponential |
| 軟件特征 - 數(shù)據(jù)處理和分析 |
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顯示 |
彩色/灰色，整體/部分，3D圖像，CCD視屏圖像（靜態(tài)或動(dòng)態(tài)），所有測(cè)量點(diǎn)的平均值和測(cè)量結(jié)果可視化等 |
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數(shù)據(jù)傳送 |
ASCII, UFF,ME’Scope(可選) |
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圖像傳送 |
超過20種不同的圖像格式(AVI, JPEG, BMP, TIFF....) |
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數(shù)據(jù)處理 |
幅值，位相，F(xiàn)RF,H1, H2,auto power, cross power等 |
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添增功能 |
利用VB可自行嵌入功能程序 |
| 概說 |
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MSV-400顯微掃描式激光測(cè)振儀是在為MEMS振動(dòng)特性測(cè)量分析的基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)的。而現(xiàn)在，MSV-400測(cè)振儀已經(jīng)在自動(dòng)化，醫(yī)療，生物和航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 Polytec的MSV-400測(cè)振儀是一款快速精確測(cè)量MEMS振動(dòng)特性的最理想工具。而對(duì)于芯片級(jí)的測(cè)量，MSV-400則可以很方便的安裝在自動(dòng)探測(cè)站中進(jìn)行測(cè)量。
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| 應(yīng)用范圍 |
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MEMS振動(dòng)測(cè)量
適用于設(shè)備技術(shù)性能分析的連續(xù)頻域特性測(cè)量
微系統(tǒng)的故障分析和可靠性測(cè)試
適用于瞬態(tài)振動(dòng)特性的時(shí)域測(cè)量
通過面外耦合定義面內(nèi)響應(yīng)特性
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| 應(yīng)用例子 |
| MEMS 鏡面裝置 |
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MEMS應(yīng)用公司開發(fā)了一種應(yīng)用于光學(xué)條形碼掃描的MEMS鏡面裝置。這個(gè)微型鏡由單晶體硅做成。它是靜電驅(qū)動(dòng)，可提供至少 ± 14°的旋轉(zhuǎn)角度。這種鏡面裝置可利用Polytec MSV顯微掃描式測(cè)振儀進(jìn)行廣泛的測(cè)試。
利用Polytec測(cè)振儀可以測(cè)量諧振特性數(shù)據(jù)，也可以定義微型鏡在靜電驅(qū)動(dòng)下是否保持平面光學(xué)特性。對(duì)微型鏡進(jìn)行模塊化分析可以確定在雙軸模式下是否單軸模式也被打開，而這些都可以利用激光測(cè)量技術(shù)來驗(yàn)證：
圖1: X軸主要旋轉(zhuǎn)模式(左)和Y軸次要旋轉(zhuǎn)模式(右)
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圖1: 微型鏡面裝置的振動(dòng)測(cè)量 |
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| MEMS 加速度傳感器 |
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MEMS的加速度傳感器在選擇性頻率的振動(dòng)測(cè)量如圖2所示。它包含了一個(gè)很長(zhǎng)的可以伸宿的懸臂。而每個(gè)桿的自然共振頻率是完全不一樣的。當(dāng)遇到?jīng)_擊或者振動(dòng)的時(shí)候，只有某些桿的振動(dòng)是依賴于他們的共振頻率的。
Polytec的MSV測(cè)量系統(tǒng)常常被用來物體的共振頻率測(cè)量和面外振動(dòng)測(cè)量。微型傳感器本身被安裝在一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的顯微鏡中。從信號(hào)發(fā)生器中發(fā)出的周期性的帶寬信號(hào)被應(yīng)用于激勵(lì)器，從而提供了頻率的觸發(fā)，并且提供了統(tǒng)一的能量。信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)被回收到數(shù)據(jù)采集通道，以便能夠提供參考相位。在圖3中，從實(shí)時(shí)視頻圖像中獲取的一幀表明了幾何網(wǎng)格式的測(cè)量常常應(yīng)用于懸臂的ODS測(cè)量。從三個(gè)不同的懸臂例子（采集點(diǎn)數(shù)超過三十個(gè)）中可以證明這個(gè)分析方法是正確可行的。而定義這些掃描網(wǎng)格點(diǎn)則非常方便，可以在視頻圖像中手動(dòng)快速定義。
圖4：懸臂的ODS三維動(dòng)漫顯示 |
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| 圖2: MEMS 加速度傳感器 |
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| 圖3:幾何網(wǎng)格測(cè)量 |
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| 圖4: 懸臂的動(dòng)態(tài)ODS測(cè)量 | | |
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