利用數(shù)字散斑相關(guān)方法檢測微結(jié)構(gòu)平面運動.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MEMS)近幾年得到了快速的發(fā)展并已步入產(chǎn)業(yè)化階段。在MEMS的產(chǎn)業(yè)化進程中，測試技術(shù)越來越得到國內(nèi)外許多MEMS研究機構(gòu)的重視，其中MEMS動態(tài)特性測試技術(shù)在MEMS研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中具有重要的意義。 針對目前微結(jié)構(gòu)平面運動測試方法只能進行剛性位移的測試的問題，本文提出了結(jié)合頻閃成像技術(shù)和數(shù)字散斑相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)全局剛性位移和局部區(qū)域變形信息的提取，將梯度法和Newton-Raphson迭代法相結(jié)合，實現(xiàn)了對微諧振器平

2、面運動的測量。論文的主要工作包括以下幾個方面： 1.對數(shù)字散斑相關(guān)方法進行研究，數(shù)字散斑相關(guān)方法具有非接觸、全場測量、光路簡單、可測量物體表面位移場和應(yīng)變場信息等優(yōu)點，本文將數(shù)字散斑相關(guān)方法應(yīng)用于微器件平面運動測試中。 2.為了提高計算精度，本文提出一種改進的數(shù)字散斑相關(guān)方法，將梯度法和Newton-Raphson迭代法相結(jié)合，推導(dǎo)了相應(yīng)公式，并在MATLAB上實現(xiàn)相位相關(guān)算法、十字搜索算法、二元三次樣條插值算法、梯度算

3、法以及Newton-Raphson迭代算法的編制工作。 3.對相關(guān)計算的初值問題進行了深入的研究，為了避免相關(guān)運算由于初始值離真實值太遠而無法收斂到真實值的情況，提出了將梯度法得到的位移值及其導(dǎo)數(shù)項與數(shù)字微分相結(jié)合，作為Newton-Raphson迭代算法的初始值，大大提高了程序的收斂速度和精度。 4.將頻閃成像測試系統(tǒng)與數(shù)字散斑相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，利用成像系統(tǒng)得到的微諧振器周期運動圖像序列進行平面運動測試，通過梯度法還原出