基于微悬臂梁传感器的微弱风力检测系统设计

针对现有技术对微弱风力检测困难的问题,搭建基于微悬臂梁传感技术的微弱风力检测系统并实现微弱风力检测.传感器平台使用光纤耦合激光器作为光源,对微悬臂梁自由端进行照射.由微弱风力导致的微梁自由端的微小位移经过光杠杆原理放大,通过四象限探测器感光表面上的光斑相对位置实现对微弱风力的检测.利用编写的LabVIEW程序进行数据采集控制,并实时显示微悬臂梁偏转位移曲线.实验结果表明:微悬臂梁的偏转位移和风力具有较好的线性关系,系统3倍噪声对应的风力约为1.5×10-4N,风力检测结果的平均标准差为6.7 ×10-9N,实验数据具有较高重复性.     

干涉光杠杆测微原理及应用

分析了用激光干涉法,使用光杠杆的测微原理,这种测微原理具有精度高,测量快,实时显示的特点,对检测高平整度器件有广泛的应用。     

AFM悬臂定位系统中光干涉误差及减小方法研究

光杠杆法是原子力显微镜（AFM）悬臂定位的主要方法。由于悬臂自身的尺寸和材料特性、检测光路系统等因素制约，悬臂弯曲测量时存在光泄露。被试样表面反射的部分泄露光与悬臂反射光产生干涉，在探针一试样接近曲线中产生光干涉误差。基于轻触模式AFM，分析了光干涉误差的产生原因，并对其引起的AFM测量误差进行了数学分析和仿真、提出了减小光干涉误差的方法。实验结果和理论分析表明，为了进一步提高AFM的测量精度，有必要克服定位系统中的光干涉误差。     

自动测量杨氏弹性模量的研究

介绍用线阵CCD光电传感器为接收器，能自动测量和实时显示的杨氏弹性模量自动测量系统，分析了系统的测量误差。     

AFM光杠杆系统在刻划深度控制中的应用分析

应用AFM组建三维刻划加工系统，光杠杆系统是实现刻划深度控制的重要环节．通过分析微悬臂挠度、转角对光杠杆系统的影响，及不同刻划方向针尖扭转角对刻划深度的影响，得出以下结论：由非刚性微悬臂组成的光杠杆系统，与理想光杠杆系统存在3：2的线性检测变换关系，可采用单点标定方法对光杠杆系统进行标定；沿相对于微悬臂长轴进行横向刻划时针尖扭转角所产生的刻划深度误差，远小于沿纵向刻划所产生的刻划深度误差．     

基于光杠杆原理的微位移测量系统设计

基于原子力显微镜的工作原理,设计了一种端点带反光镜的悬臂梁,实现光点位移放大,并利用位置敏感器件(PSD)将光点位置信息转换成光电流,从而设计出一种微位移测量系统。该系统结构简单、灵敏度高,适用于微小位移量的测量。文中给出了该测量系统检测原理,设计了信号处理电路,利用压电元件对悬臂梁端点微位移进行了检测。该系统可检测的线性位移量程为0~50μm,线性度为1.79%FS,分辨力可达50nm。     

光杠杆放大系统结构调节的测量精度研究

光放大原理广泛应用于科学实验、仪器仪表及光测量上，光杠杆放大系统是光放大原理的应用实例，对该系统结构调节测量精度进行了分析．     

CCD传感器在岩石静力变形参数测量中的应用

提出了一种通过电荷耦合器件（CCD）精密测量系统,利用计算机进行信号采集和处理来测量岩石的静力变形参数的方法。该方法基于光杠杆的放大原理,通过计算机处理CCD传感器获取的数据测量出微小位移,从而得到岩石的静力变形参数。最后,将这种新方法和传统方法进行了比较,并讨论了其应用领域和发展前景。     

超磁致伸缩材料特性测量的实验设计

简述超磁致伸缩材料及其特性测量原理,设计了用应变片法和光杠杆法分别测鼍微小长度变化量,并用计算机采集数据,实现了合金材料超磁致伸缩系数计算机实时测量的实验,得到了两种测量方法测量超磁致伸缩系数在误差允许范围内一致的结果.     

光杠杆纳米微位移测量系统中的信号处理

本文提出了一种基于光杠杆原理非接触式的纳米级微位移测量系统.该系统通过光学方法对微位移量进行放大,光学放大倍数高,该系统的理论分辨率可达4nm,实际测得静态分辨率小于10nm.信号处理采用基于高精度一维PSD的信号探测电路,并且通过设计有效地抑制了噪声和干扰.实验中使用PZT作为被测物的微小位移驱动器,与电容测微仪JDC-Ⅱ所测数据进行了验证比较,系统所测得的数据证明了其正确性和可行性.并且该系统受温度影响小,结构简单,便于使用MEMS技术集成和微型化.