利用數(shù)字散斑相關方法檢測微結構平面運動.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，測試技術越來越得到國內外許多MEMS研究機構的重視，其中MEMS動態(tài)特性測試技術在MEMS研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中具有重要的意義。 針對目前微結構平面運動測試方法只能進行剛性位移的測試的問題，本文提出了結合頻閃成像技術和數(shù)字散斑相關技術實現(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)字散斑相關方法進行研究，數(shù)字散斑相關方法具有非接觸、全場測量、光路簡單、可測量物體表面位移場和應變場信息等優(yōu)點，本文將數(shù)字散斑相關方法應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)字散斑相關方法，將梯度法和Newton-Raphson迭代法相結合，推導了相應公式，并在MATLAB上實現(xiàn)相位相關算法、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.對相關計算的初值問題進行了深入的研究，為了避免相關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數(shù)項與數(shù)字微分相結合，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)字散斑相關技術相結合，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