光学原理测量硬盘振动.doc

文档“光学原理测量硬盘振动.doc”探讨了使用几何光学原理来测量硬盘振动的技术。在硬盘技术中，减少盘片振动对于提高存储密度和数据读写速度至关重要。由于硬盘高速旋转，非接触式的光学测量方法成为了首选。 该文档首先分析了不考虑盘片中心上下振动的情况，构建了几何模型，并通过理论计算和实验数据的对比，得出了硬盘盘面的局部外表方程。这个方程描述了盘片表面在振动时的位置变化，其中参数a和b分别代表盘面的倾斜程度，而c则反映了盘片相对于初始位置的位移。通过调整模型，可以分析不同分辨率对这些参数的影响，从而更好地理解振动模式。 在问题一中，文档深入研究了使用单束光线和多束光线对模型测量效果的差异。经过对光路、成本和技术可行性的综合考虑，得出使用两束光线的方案最为理想，因为它能够在准确性和成本之间取得平衡。 问题二涉及到了不考虑中心振动的理想模型和考虑中心振动的模型。通过几何关系和数学定理，文档成功求解出局部外表方程的参数a、b，且在考虑中心振动后确定了参数c的值。这一步骤对于精确描绘振动状态至关重要。 问题三关注了屏幕分辨率对测量结果的影响。利用MATLAB生成不同的反射面倾斜角度，通过模拟不同分辨率下的四舍五入取整，结合最小二乘法，找出了最能反映实际振动情况的分辨率。这一部分展示了分辨率选择对测量精度的直接影响。 在结果分析中，文档通过比较改变数据和实际数据，证明了模型的正确性和所采用方法的可靠性。尽管如此，仍然存在一定的偏差，作者对此给出了合理的解释，并提出三种改进方案：一是考虑盘片水平振动时入射光线方向的影响；二是建立读数点坐标与入射光线的关系，以数值方法求解参数；三是更细致地考虑分辨率对c值的影响以及数值计算的局限性。 关键词：硬盘振动、几何光学、局部外表方程、分辨率、最小二乘。整个研究过程重申了在高转速硬盘中，非接触式光学测量方法的重要性和复杂性，同时揭示了如何通过几何光学原理来精确地监测和分析硬盘的微小振动。