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全場掃描式激光測振儀
Polytec多功能全場掃描式激光測振儀，是一款具有更高精度、更高測量速度、更簡捷操作的數(shù)據(jù)采集與處理的可視化快速測振工具。掃描式激光測振儀無需任何準備工作，只需一個人，即可在幾分鐘內(nèi)完成上千個點的測量，并立即顯示測量結果，極大的提高了工作效率。

     掃描式激光測振儀由掃描式光學頭、控制器、連接箱和數(shù)

   據(jù)管理系統(tǒng)等組成，用戶可在目標視頻圖像上定義任意測量

   區(qū)域和測量點，并由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)控制自動完成掃描測量并

   顯示振型。

MSV-400 顯微式激光測振儀
MSV-400測振儀可給出任何一種微觀結構的振動特性 • 20MHz超大帶寬，激光點小于1μm • 快速掃描測量，允許每秒100次的采集速度，皮米級分辨率 • 可與MEMS探測站結合以對MEMS設備進行測量

MSV-400顯微掃描式激光測振儀是在改良MSV-300的基本上發(fā)展而來的，適用于如MEMS微小物體的振動測量分析。它也是一款基于激光多普勒原理的測量工具。MSV-400測量可達皮米級的振動分辨率，測量帶寬可達20MHz。

MEMS和顯微測振儀

MSV-400顯微掃描式激光測振儀是一款適用于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)裝置以及其他微觀結構的振動測量分析工具?？蓱糜谧詣踊t(yī)學，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確測量MEMS設備振動特性的工具。同時它也可以方便安裝在手動或自動探測站中進行測量。

MSV-400 重要特征

通過光學顯微鏡可以方便的獲取全視野振動圖像

可實現(xiàn)時域和頻域測量

完美的面外頻率響應信號

頻率范圍：0 Hz - 1 MHz (20MHz可選)

可視化的高清晰度時域和頻域視頻圖像

面外振動的皮米級位移分辨率（可選）

極細的激光點 (e.g. 1 μm （ 40X lens）)

可兼容常規(guī)的顯微式CCD

標準化模塊設計

多普勒激光測振儀優(yōu)點

僅僅激光多普勒測振儀能夠提供物體的完整的面外振動特性。這種振動測量不需要進行離散頻率分析。相反，振動數(shù)據(jù)可以直接從測振儀的全帶寬上的任何激勵波形中獲得。另外，激光多普勒測振儀還可實現(xiàn)非理想與非線性系統(tǒng)的分析功能。

MSV-400 系統(tǒng)

MSV-400 顯微掃描式激光測振儀包含了一個光學掃描單元，一臺OFV-551光纖式光學頭，一臺OFV-5000控制器和一臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(DMS)；一個工作站還需要一個 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)連接到光學通道上。后者通過一個外部單元來控制兩臺超精密度的壓力計，以使激光束通過顯微光學單元。同時，一臺循序掃描攝像機(VCT-101)為DMS提供了實時視頻圖像。這樣，激光移動，而物體則不動，在整個測量過程中，我們可以利用這個穩(wěn)定的視頻圖像來進行實時監(jiān)控。

MSV-400 型號

MSV-400顯微掃描式激光測振儀有一個標準版MSV-400-M2和一個高頻測量版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)速度和位移信號的作用。對于MSV-400-M2測振儀, 它能測量的頻率上線為1 MHz,可配置速度數(shù)字和模擬解碼兩種解碼卡。而對于MSV-400-M2-20測振儀，則可以測量高達10 MHz的速度信號和高達20 MHz的位移信號。

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。標準版(PSV-W-400-M2) PC包含了IEEE1394火線適配器、內(nèi)置觸發(fā)信號觸發(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1 pm級位移分辨率的數(shù)字解調(diào)卡（可選）。一個雙通道的數(shù)據(jù)采集卡和一個外部或者內(nèi)部的40MHz帶寬信號觸發(fā)器可以安裝在高頻版PSV-W-400-M2-20中。同時，系統(tǒng)的軟件也具有相應的杰出特征。MSV-400具有標準的可在被測物體上定義任意密度和坐標系(polar, cartesian, hexagonal 或任意其他)的掃描點，高達40,000個的測量點可以讓測量人員更加深入的了解物體的振動特性。測量結果可以在視頻圖像中以3D動漫形式顯示。

MSV-400 產(chǎn)品特點和升級

當脫離光學顯微掃描系統(tǒng)的時候，OFV-551光纖式光學頭可以與OFV-5000連用作為單點式測振儀使用。當然，也可以通過顯微鏡、光學掃描系統(tǒng)擴展為雙光束分離單元和2坐標系統(tǒng)來進行差分式振動測量。對于差分式測振儀則必須使用OFV-552光學頭。另外通過整合PMA-400面內(nèi)微系統(tǒng)測振儀可以實現(xiàn)面內(nèi)振動測量，這時MSV-400測量系統(tǒng)可以升級為完美的MMA-400微系統(tǒng)測振系統(tǒng)，同時即可實現(xiàn)完美的3-D振動特性功能。

MSV-400 顯微掃描式測振儀

MSV-400 光學裝置

MSV-400 類型
MSV-400-M2	標準結構,1MHz 帶寬（2MHz可選）
MSV-400-M2-20 (A)	帶高頻速度解碼卡的高頻測量結構 10MHz 帶寬
MSV-400-M2-20 (B)	帶高頻位移測量的高頻測量結構 20MHz 帶寬

MSV-100 掃描單元
光學頭	標準: OFV-551單點式可選: OFV-552 差分式
激光安全等級	<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	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))
最大振動頻率	1.5 MHz 2 MHz（PSV-S-VDD可選）	10 MHz		20 MHz
最大振動速度	±10m/s
遠程控制	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)，提供激勵信號
信號輸入	0.1 V ... ±31.6 V模擬信號輸入（測量或參考信號） 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 光學頭
激光波長	633 nm
激光保護等級	Class 2， He-Ne 激光, < 1 mW, 可視
可用光纖長度	1000 mm (OFV-551), 2000 mm, 3000 mm (OFV-552)
光強度控制	可選激光調(diào)光器
特征
光學頭	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	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 (當超值采樣則可達15bit, 依據(jù)帶寬)
設置	± 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	內(nèi)部信號激勵達500kHz			內(nèi)部信號激勵達40MHz
	Software for control of Agilent model 33120A arbitrary waveform generator
波形	正弦，周期等任意信號

軟件特征 - 數(shù)據(jù)采集
視頻顯示	實時、全視野視頻圖像，直觀顯示掃描區(qū)域和掃描測量點
激光定位	通過鼠標或拖動鼠標可實時定位激光點
掃描區(qū)域定位	利用鼠標在視頻圖像上直接定義測量區(qū)域和測量點，測量最大點數(shù)：512 x 512點。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量區(qū)域。當多個掃描區(qū)域組合或拆散掃描區(qū)域的時候，可以隨意移動或者擴展掃描區(qū)域。
測振控制	可以利用RS232接口通過Polytec軟件控制所有測振參數(shù)（如速度范圍等）
掃描單元控制	顯微鏡激光點完全可以利用鼠標遠程控制
顯示	同步顯示視頻圖像、精確的激光點定位以及多種信號測量分析結果
快速掃描	50點/s
門輸入	適用于間斷掃描控制
數(shù)據(jù)有效性	通過信號增強模式檢查每個測量點的數(shù)據(jù)準確性。測量數(shù)據(jù)有效性: 最優(yōu)(僅SE)；有效；A/D過載
觸發(fā)	自動或手動，上升沿或下降沿觸發(fā)來源：外部或者測量信號
FFT 線	標準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)或動態(tài)），所有測量點的平均值和測量結果可視化等
數(shù)據(jù)傳送	ASCII, UFF,ME’Scope(可選)
圖像傳送	超過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

MSV-400顯微掃描式激光測振儀是在為MEMS振動特性測量分析的基礎上而設計的。而現(xiàn)在，MSV-400測振儀已經(jīng)在自動化，醫(yī)療，生物和航空航天等領域得到了廣泛的應用。 Polytec的MSV-400測振儀是一款快速精確測量MEMS振動特性的最理想工具。而對于芯片級的測量，MSV-400則可以很方便的安裝在自動探測站中進行測量。

應用范圍

MEMS振動測量適用于設備技術性能分析的連續(xù)頻域特性測量微系統(tǒng)的故障分析和可靠性測試適用于瞬態(tài)振動特性的時域測量通過面外耦合定義面內(nèi)響應特性

應用例子

MEMS 鏡面裝置

MEMS應用公司開發(fā)了一種應用于光學條形碼掃描的MEMS鏡面裝置。這個微型鏡由單晶體硅做成。它是靜電驅(qū)動，可提供至少 ± 14°的旋轉(zhuǎn)角度。這種鏡面裝置可利用Polytec MSV顯微掃描式測振儀進行廣泛的測試。

利用Polytec測振儀可以測量諧振特性數(shù)據(jù)，也可以定義微型鏡在靜電驅(qū)動下是否保持平面光學特性。對微型鏡進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量技術來驗證：

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測量

MEMS 加速度傳感器

MEMS的加速度傳感器在選擇性頻率的振動測量如圖2所示。它包含了一個很長的可以伸宿的懸臂。而每個桿的自然共振頻率是完全不一樣的。當遇到?jīng)_擊或者振動的時候，只有某些桿的振動是依賴于他們的共振頻率的。

Polytec的MSV測量系統(tǒng)常常被用來物體的共振頻率測量和面外振動測量。微型傳感器本身被安裝在一臺標準的顯微鏡中。從信號發(fā)生器中發(fā)出的周期性的帶寬信號被應用于激勵器，從而提供了頻率的觸發(fā)，并且提供了統(tǒng)一的能量。信號發(fā)生器的信號被回收到數(shù)據(jù)采集通道，以便能夠提供參考相位。在圖3中，從實時視頻圖像中獲取的一幀表明了幾何網(wǎng)格式的測量常常應用于懸臂的ODS測量。從三個不同的懸臂例子（采集點數(shù)超過三十個）中可以證明這個分析方法是正確可行的。而定義這些掃描網(wǎng)格點則非常方便，可以在視頻圖像中手動快速定義。

圖4：懸臂的ODS三維動漫顯示