第32卷，第8期 2012年8月
谱学与光谱光
分
析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32,No. 8 pp2295-2298
August，2012
FTIR光谱仪中基于定镜调整的动镜运动控制研究
李忠兵，许贤泽，，乐
意，徐逢秋，李军维
武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072
摘要动镜是FTIR光谱仪中唯一不断运动的部件，动镜的匀速运动性能以及动镜与定镜的准直性好坏影响于涉效果和光谱图质量，直接制约着仪器的精度和分辨率，对仪器整体指标起着重要作用。文章围绕 FTIR光谱仪中干涉仪动镜运动的勾速性以及其与定镜的准直性展开研究，使用相位检测技术对定镜的姿态作出动态调整以补偿动镜与定镜间的倾斜夹角，并且设计了具有磁悬浮特点的动镜支撑系统。文章采用改进的模糊PID控制算法实现动镜运动速度的精确调节，对该控制方案从硬件设计和算法上实现。结果表明所研发的动镜运动控制系统具有足够的精度和实时性，能够保证FTIR光谱仪中干涉仪所需的准直性及动镜匀速性的要求。
FTIR光谱仪；动镜：磁悬浮；相位检测：模糊PID
关键调
中图分类号：TP212.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)08-2295-04
地存在失调，文献[1-3]对迈克尔干涉仪准直性失调进行了详细分析。
针对这一失调现象，本工作对FTIR光谱仪的于涉仪准
FTIR光谱仅仪的定性与定量分析功能的实现依载于光程差的改变，通过动镜的不断运动可以改变光程差，它要求动镜在扫描过程中具有高精度的勾速性和在垂轴方向很小的摆动，这就对仪器的机械精度和系统稳定性提出了很高的要求。图1所示为FTIR光谱仪中的干涉仪原理图。它要求动镜在运动的过程中，动镜平面与定镜平面始终保持垂直。然而在FTIR光谱仪的研制中发现，系统动镜与定镜不可避免
M2
TTTT
风光源
144
干涉图 yw
Fig1
M1动
77777 2 LLL 定M2
光谱图 wM
Schematic diagram of interference spcetrometer
收稿日期：2012-01-07，修订日期：2012-04-20 基金项目：国家自然科学基金项目(60778027)资助
作者简介：李忠兵，1986年生，武汉大学电子信息学院博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail, xuxianzewhu.edu.cn
直性以及动镜运动匀速性的控制展开了研究，设计了磁悬荐动镜支撑系统，并使用相位检测技术对定镜的姿态作出调整以补偿动镜与定镜像间的倾斜夹角，提高了光谱仪的运动精度；动镜速度控制使用了改进的模棚PID控制算法以满足动镜的匀速性要求。结果表明，动镜运动控制系统精度高、实时性强，满足了FTIR光谱仪中干涉仪所需的准直性及动镜匀速性的双重要求。
磁悬浮动镜运动控制 1
本工作采用了一种磁悬浮动镜结合石墨玻璃轴承的动镜支撑装置，采用音阔直线电机来驱动动镜实现动镜的前后移动。如图2所示，音圈电机与动镜由石墨轴承联接，玻璃套筒支撑[")，石墨玻璃轴承位于玻璃套筒内，由音圈电机驱动动镜在玻璃套筒内滑动。利用固定在石墨轴承上的小磁铁与其正上方的铁磁材料导轨间的磁力，可以使石墨轴承对于玻璃套筒基本无压力。圆柱形小磁铁与铁磁性抗旋转导轨之间的磁性作用保证动镜运动时不发生旋转，使其具有导向性。音圈电机驱动动镜在玻璃套简内滑动时主要克服电机本身的摩擦阻力。
e-mail; Ilzzzbbbyahoo. cn