硬盘盘片振动测量的二光束法

摘 要 ：首先对二光束法测量原理进行合理解释，然后把硬盘盘片振动问题的分析所进行的假设、近似和数学计算归结为一个求磁盘局部表面方程表达式的模型，利用MATLAB软件的符号计算求解和绘图功能验证，从而确定被测物体（硬盘平面）的局部表面方程 中系数 、 、 的符号表达式（用矩阵形式表示）。经过随机产生一系列精度的数据迭代入 、 、 的表达式来检验测量精度对磁盘盘面局部方程的影响。
对于问题1：测量采用两条光束，将硬盘振动引起的光偏量转化为CCD接受屏上像点的坐标值。由于硬盘绕定点转动通过固定三维坐标点 ，由屏上点坐标 、 反求硬盘盘面反射点坐标 、 。 、 、 三点三维坐标确定硬盘局部平面方程。
对于问题2：首先进行合理化假设和建立合适的空间坐标系，建立简化数学模型。根据光的反射定律，作出被测物面反射光路图。在分析光路图过程中，把空间直线投影成二维图像，利用三角关系和几何光学推导出像点 和入射点 的转换关系，利用MATLAB提供的符号矩阵的左除法求解 、 、 的符号表达式。
对于问题3：随机产生的反射光亮点坐标在不同精度下代入局部表面方程表达式，进行比较分析。由计算结果可知，在不同数量级下精确度的改变对平面方程系数的影响各不相同，数量级越低即精确度越高的情况下对平面方程系数的影响越小，但方程系数的改变量极小。
在模型评价部分，我们结合实际对其误差原因作了分析。最后对模型的优缺点作了说明，并在一定程度上介绍了二光束法的应用前景。

关键词： 硬盘振动测量；二光束法； 三点共面