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顯微式激光測(cè)振儀MSV-400

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德國(guó)Polytec顯微式激光測(cè)振儀MSV-400產(chǎn)品分類
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靈敏度傳感器 靈敏度傳感器
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水處理及分析 水處理及分析
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日本RION SA-78雙通道FFT分析儀
京航 HG-2502袖珍式測(cè)振儀
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京航 HG-2508A袖珍式測(cè)振儀
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德國(guó)Polytec顯微式激光測(cè)振儀MSV-400詳細(xì)介紹
顯微式激光測(cè)振儀MSV-400性能特點(diǎn)
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(wú)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。
  


                         
     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  
    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

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(lái)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

 

   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。


MSV-400 重要特征


  • 通過(guò)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)

 

多普勒激光測(cè)振儀 優(yōu)點(diǎn)

 

   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。

MSV-400 系統(tǒng)

 

   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(guò)顯微掃描單元(OFV-073)連接到光學(xué)通道上。后者通過(guò)一個(gè)外部單元來(lái)控制兩臺(tái)超精密度的壓力計(jì),以使激光束通過(guò)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(guò)程中,我們可以利用這個(gè)穩(wěn)定的視頻圖像來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

 

MSV-400 型號(hào)

 

   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)。


MSV-400 硬件和軟件

 

   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。基于PC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。


MSV-400 產(chǎn)品特點(diǎn)和升級(jí)

 

   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(guò)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(lái)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(guò)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。


MSV-400 顯微掃描式測(cè)振儀
MSV-400 光學(xué)裝置

MSV-400 類型

MSV-400-M2

標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),1MHz 帶寬(2MHz可選)

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

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

光學(xué)頭

標(biāo)準(zhǔn): OFV-551單點(diǎn)式

可選: OFV-552 差分式

激光安全等級(jí)

<1 mW 可視(Class 2)

激光直徑

10 μm  (4x 顯微鏡)

1 μm ( 40x 顯微鏡)

攝像機(jī)

數(shù)字式循環(huán)掃描,接口(IEEE1394)

視野

2.5 mm x 1.75 mm (4倍鏡頭)

100 μm x 70 μm (100倍鏡頭)

掃描區(qū)域

1.75 x 1.75 mm (4倍鏡頭)

70 x 70 mm (100倍鏡頭)

顯微鏡連接

CCD (C-mount)

推薦顯微鏡

Mitutoyo FS70 Series

Zeiss Axioskop 2Mat Series

Olympus BX2M Series

Leica DMLM Series

 

OFV-5000 控制器

解碼卡

MSV-400-M2

MSV-400-M2-20 (A)

MSV-400-M2-20 (B)

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

VD-02
寬帶速度解碼卡

DD-300
20MHz位移解碼卡

速度分辨率

0.02 μm s-1/ Hz

0.15 μm s-1/ Hz

位移分辨率

< 0.1 pm/Hz ( 100%反射)

(MSV-400-M2 with PSV-S-VDD , MSV-400-M2-20 (B))

最大振動(dòng)頻率

1.5 MHz

2 MHz(PSV-S-VDD可選)

10 MHz

20 MHz

最大振動(dòng)速度

±10m/s

遠(yuǎn)程控制

RS-232接口

 

MSA-E-400 連接箱

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)

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

Piezo controller

2 通道

功放

內(nèi)置, 輸出, 10 V / 50 mA 峰值

 

OFV-551 / OFV 552 光學(xué)頭

激光波長(zhǎng)

633 nm

激光保護(hù)等級(jí)

Class 2, He-Ne 激光, < 1 mW, 可視

可用光纖長(zhǎng)度

1000 mm (OFV-551), 2000 mm, 3000 mm (OFV-552)

光強(qiáng)度控制

可選激光調(diào)光器

特征

光學(xué)頭

最大清晰度

OFV-551

135 mm + n · 204 mm; n = 0; 1; 2; ...

OFV-552差分

0 mm + n · 204 mm

OFV-552單點(diǎn)

63 mm + n · 204 mm

 

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

電腦

工業(yè)PC

RAM

1 G

硬盤

120 GB

數(shù)據(jù)存取

DVD (4x) 和 CD (16x)

數(shù)據(jù)傳輸

LAN

操作系統(tǒng)

Microsoft Windows 2000 (XP 可選)

 

數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)

MSV-400-M2

MSV-400-M2-20

通道數(shù)

2, 同步采樣

分辨率

12 bits (當(dāng)超值采樣則可達(dá)15bit, 依據(jù)帶寬)

設(shè)置

± 100 mV … ± 31.6 V

± 200 mV … ± 10 V

觸發(fā)

外部觸發(fā)或模擬觸發(fā),前觸發(fā)或后觸發(fā)

門輸入

僅 MSV-400-M2

FFT頻率范圍

DC ... 1 MHz,
DC ... 2 MHz 可選

DC … 40 MHz

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

Software for control of Agilent model 33120A arbitrary waveform generator

波形

正弦,周期等任意信號(hào)

 

軟件特征 - 數(shù)據(jù)采集

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)

激光定位

通過(guò)鼠標(biāo)或拖動(dòng)鼠標(biāo)可實(shí)時(shí)定位激光點(diǎn)

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。

測(cè)振控制

可以利用RS232接口通過(guò)Polytec軟件控制所有測(cè)振參數(shù)(如速度范圍等)

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

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

快速掃描

50點(diǎn)/s

門輸入

適用于間斷掃描控制

數(shù)據(jù)有效性

通過(guò)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(guò)載

觸發(fā)

自動(dòng)或手動(dòng),上升沿或下降沿
觸發(fā)來(lái)源:外部或者測(cè)量信號(hào)

FFT 線

標(biāo)準(zhǔn)6400線, 可選12800線, Zoom FFT可選

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

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

數(shù)據(jù)傳送

ASCII, UFF,ME’Scope(可選)

圖像傳送

超過(guò)20種不同的圖像格式(AVI, JPEG, BMP, TIFF....)

數(shù)據(jù)處理

幅值,位相,F(xiàn)RF,H1, H2,auto power, cross power等

添增功能

利用VB可自行嵌入功能程序

概說(shuō)

 

   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。

 

 

應(yīng)用范圍

 

  • 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(guò)面外耦合定義面內(nèi)響應(yīng)特性

 

 

應(yīng)用例子
MEMS 鏡面裝置

   

   MEMS應(yīng)用公司開(kāi)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(kāi),而這些都可以利用激光測(cè)量技術(shù)來(lái)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)

 


圖1: 微型鏡面裝置的振動(dòng)測(cè)量
 
MEMS 加速度傳感器

 

   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(lái)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(guò)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

圖2: MEMS 加速度傳感器
圖3:幾何網(wǎng)格測(cè)量
圖4: 懸臂的動(dòng)態(tài)ODS測(cè)量
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功能描述德國(guó)Polytec顯微式激光測(cè)振儀MSV-400
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長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器粗糙度儀手持式激光測(cè)距儀超聲波檢測(cè)分析儀
角度測(cè)量?jī)x表面張力儀-瓶蓋扭力儀數(shù)顯收斂計(jì)-收斂?jī)x紅外成像儀/熱像儀
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便攜式超聲波流量計(jì)水平儀/掃平儀/標(biāo)線儀超聲波探傷儀金屬探測(cè)儀/管線探測(cè)儀
軸承檢測(cè)儀/電機(jī)檢測(cè)儀數(shù)字轉(zhuǎn)速表-轉(zhuǎn)速儀電子經(jīng)緯儀/光學(xué)經(jīng)緯儀電子水準(zhǔn)儀-垂準(zhǔn)儀
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