基于石英音叉探针的原子力显微镜测头开发

基于石英音叉探针开发了一种自感应原子力显微镜(AFM)测头。该测头通过自身输出电信号检测悬臂振幅变化,无需外部光学检测部件,易于集成。针对测头设计了微弱电流提取及寄生电容补偿电路。利用商业化锁相放大器实现了对测头幅度信号的获取。在此基础上对测头在调幅模式下的力-距离曲线和分辨力进行了测试。利用锁相放大器内置的PID模块实现了调幅模式下对样品表面形貌的测量。实验证明,该测头灵敏度为0.624 mV/nm,分辨力优于2 nm。     

WLY-100型量块测量仪简介

长期以来,在长度量值传递中,检测量块多是采用光学仪器人工读数,人工计算、人工出具证书。这种检测方法劳动强度较高,检测精度受检测人员的精神状态、技术水平影响很大,效率较低。为了改变这种状况,我们研制出利用电感式传感器采样、A/D转换、微型计算机运算、处理并出具检定结果的智能化仪器。它具有读数精度高、效率高、可靠性强、劳动强度低和容易操作等特点。一、仪器的工作原理仪器可用比较法检测100mm以内的三等及其以下等级的量块。其测量准确度为0.05μm,测量重复性优于0.03μm,长时闻稳定度(预热30分钟后)优于0.013μm/h,数显分度值0.01μm。仪器选用电感式传感器采样,其工作原理是: 当传感器测头根据被测量块的尺寸变化发生上、下位移时,在传感器电路(图1)中的     

多齿数摆线齿轮坐标测量新方法的研究

讨论了多齿数摆线齿轮（Ｚｃ≥２９）的极坐标测量方法，分析了测量中的采样方式及其对误差评定的影响，并提出采用最优测头半径，用等极角采样方式实现等发生角的均匀采样的测量方法。本测量方法可从任意点起测，通过曲线拟合确定齿顶点发生角以评定齿轮误差。     

基于FPGA与单片机联合的数字示波器设计

设计采用单片机与FPGA开发系统实现数字示波器.阐述示波器的实现原理及过程,利用AD783做取样保持电路,对被测信号进行实时采样并保持,将采样信号送入FPGA,进行实施采样和等效采样,实现对信号的完整取样并还原波形,再由单片机处理,最后实现LCD显示和键盘操作.对各功能模块、电路原理进行分析.实测表明系统实时采样频率和等效采样频率范围覆盖1KHz～100MHz,输入阻抗大于1MΩ.设计模块过程中进行最大限度的数字化,外围电路简单,极大地减少了被测信号的受干扰率.系统稳定性好、可靠度高,较好的实现了设计目的.     

基于CPLD的微功耗、可变频采样油井测压器的设计

介绍了一种基于CPLD的油井测压器的设计,可以利用CPLD控制电源模块,实现了电路的微功耗.另外,由于采样频率决定了采样信号的质量,而被测信号的频率变化很大,本文还介绍了利用CPLD实现变频采样的方法.     

单相机光学三坐标测量系统测头半径标定方法

精确、快捷的测头半径标定是单相机光学三坐标测量系统实现在线测量的重要前提。本文提出一种基于高精度圆柱孔特征的测头半径标定方法。首先,将测头在高精度柱孔表面均匀采样多个观测点。其次,利用圆柱面拟合方法,得到观测点够构成的虚拟圆柱面,并估计出其参数。最后,将高精度柱孔与虚拟圆柱面的半径之差作为测头半径标定结果输出。实验结果表明,该方法可以在单相机光学三坐标测量系统在线测量过程中实现快速准确的标定,标定误差为0.0371mm。     

二相峰值采样同步机轴角数字转换的软硬件设计

二相峰值采样同步机轴数字角转换(SDC),具有精度较高、电路简单、激磁电压波动对转换结果没有影响的特点,是一种与计算机或微控制器配合实现轴角数字转换的方式.本文介绍基于ISA总线A/D转换卡的二相峰值采样同步机轴角转换原理,讨论SCOTT变压器、峰值采样脉冲形成电路、采样电路的设计方法和软件设计方法.     

小型自感应原子力显微镜测头及其标定

设计了一种小型轻敲式自感应原子力显微镜(AFM)测头以实现微/纳尺度下的几何量测量.轻敲式测头采用石英音叉式自感应探针,通过自身的电信号输出检测悬臂梁的振幅变化,无需额外的光学传感器.设计了测头的微弱自感应信号放大电路,并补偿音叉寄生电容对测量的干扰.机械结构紧凑便于将测头固定于光学显微镜下观察测量情况,同时屏蔽外界的干扰.利用显微激光多普勒测振系统,标定了测头机电耦合系数为145 nm/V,由此可以计算测头工作频率下悬臂梁的振幅.搭建了以纳米测量机(NMM)为高精度定位平台的测试系统,利用该系统对测头进行进/退针实验,标定测头的灵敏度为0.47 nm/mV,NMM内置的干涉仪保证标定直接溯源至"米"定义.实验表明测头的非线性误差小于1%,测量范围在百纳米级.     

立体印刷用柱镜光栅线数检测方法研究

目的研究一种快速准确检测立体印刷用柱镜光栅线数的方法。方法柱镜光栅固定在测试平台上,测头基座沿水平方向移动,同时保证测头上的触头在垂直方向始终保持与光栅表面接触;然后由计算机实时采集测头水平方向和垂直方向的位移,把数据保存到数据库,并在计算机屏幕上显示柱镜光栅表面曲线;最后把测头水平方向和垂直方向的位移数据代入数据处理算法,计算出被测光栅线数。结果以100线的柱镜光栅作为被测光栅进行测试,测试结果与传统方法检测的线数非常接近,并且能在60 s内完成测试。结论该方法避免了传统人工观测带来的误差,并把测试时间由300 s降至60 s,具有高效率、高稳定性和高可靠性的优点。     

万能测齿仪数据采集分析系统的研制

本文介绍了万能测齿仪数据采集分析系统的研制方案,用此系统取代万能测齿仪原模拟信号处理系统。系统采用多侧头信号处理及硬件电路自诊断技术,改造并恢复了仪器的使用功能。     

GZ-10型高精度数字式表面电阻测试仪的研制

静电火花是煤矿、加气站等有危险气体场所发生爆炸的主要点火源之一。为防止静电火花产生,关键是设备和材料必须具有抗静电性能,而评价聚合物制品抗静电性能的主要方法是用表面电阻测试仪测量其表面电阻。本文介绍了研制的新型GZ-10型高精度数字式表面电阻测试仪的系统组成及硬件设计。该表面电阻测试仪采用低阻档和高阻档两组测试电路,高阻档测试电路测量双取样电阻的电压,低阻档电路采用比例法,克服了普通表面电阻测试仪因被测电压或电流的变化而变化的缺点,保证了测量的准确性。     

基于PC／104总线的飞机整流锥襟翼自动检查仪设计

为实时测量整流锥锥位和襟翼的收放角度,设计了基于PC/104总线的飞机整流锥襟翼自动检查仪;给出了硬件系统构成和各组成模块的功能,设计了信号调理、转换电路;利用Turbo C2.0构建的软件系统在DOS操作系统下实现整流锥和机动襟翼的自动检查以及检查数据的处理和显示;针对襟翼系统检查量大且复杂的特点,说明了襟翼自动检查的过程.使用结果表明,该检查仪满足根据大气参数自动检查整流锥和襟翼系统的需求,提高了检查效率与准确性.     

A tester for heads, discs, and read/write channels

This paper describes a microcomputer-controlled precision tester designed to evaluate a number of factors crucial in the development of a high performance disc drive. The tester is intended for use in head development, head-to-disc interface characterization, and analog read/write channel development. Issues considered in the design of the tester are the precision of head positioning, the accuracy of spindle rotational speed, the ease of read/write channel substitution, and the degree of program control required to meet key test parameters. The basic tester may be modified to permit conversion of this device to such task-oriented devices as servowriters.     

Precision Capacitor Ratio Measurement Technique for Integrated Circuit Capacitor Arrays

The recent development of integrated circuit capacitor arrays and the growth of their applications have resulted in a need to perform precision testing as an aid to future design improvements. For reasons discussed in this paper, laboratory instruments such as capacitance bridges are not well-suited to this need. In order to test capacitor arrays accurately, a novel technique has been developed. It is based on a special algorithm in which the capacitor array is used as a precision voltage divider. A capacitor array tester consisting of both hardware and software has been built which executes this algorithm. This system has been used to perform measurements upon a large number (thousands) of NMOS and CMOS capacitor arrays. The standard deviation of this tester's measurement error is approximately 0.0009 percent of full scale (0.0088 LSB referenced to 10 bits). In contrast with manual testing with a capacitance bridge (requiring 10 min per array), the tester requires less than 5 s to fully test an array, mark the circuit and move to the next die position.     

新型自动拉力实验机的研制

本文提出了一种ｐｃ机为测控平台的新型全自动拉力实验机实现方案，分析了系统硬件电路工作原理与软件结构，并给出了几组测试结果，该方案可用来改造传统机械或电子半自动拉力试验机，提高测试精度和自动化程度，便于作进一步的数据处理和质量分析     

耐电压测试仪自动检测系统的研究和应用

该文介绍了耐电压测试仪的工作原理以及自动检测系统的软硬件设计。其中耐电压测试仪校验仪以16位微处理器为核心,14位ADC进行模数转换,DSP数字信号处理器读取数字量进行计算和处理,最后通过显示电路显示测量结果。具有较强的抗电磁干扰性、高准确性和稳定性及长期工作的可靠性。软件系统采用方便快捷的C++Builder语言编写,从而实现集过程自动检测、数据自动处理与报告自动生成于一体的自动检定系统。系统运行效果良好。     

超声波电机模糊微步控制在指示表

提出了一种基于行波超声波电动机(USM)和FPGA的新型指示表自动检定仪的设计方法。该系统采用行波超声波电机伺服系统作为检定仪的微位移控制系统,并运用行波超声波电机模糊微步控制的新方法,实现了对指示表测杆的微量匀速进给,具有很高的精度。该指示类仪表智能检定仪还集成了EDA技术、USB通讯技术、传感器及数字图像处理等技术,可以实现各类指示型仪表的全自动检定和误差分析。提出的行波超声波电机模糊微步控制方法可在位移传感器分辨率较低情况下实现高精度、低速、稳定运行。提出的基于USM的检定仪精度高、效率高,易于实现自动测量,具有很好的应用前景。     

基于GPIB接口的时钟测试仪内部晶振频率自动测试系统

介绍时钟测试仪,给出了基于GPIB接口的时钟测试仪内部晶振频率自动测试系统的硬件平台构建和自动测试实现方法,并详细讨论了实现过程中仪器控制、数据采集、数据处理和输出实现,最后给出了性能分析。     

基于侦测技术的新型瓦楞纸箱戳穿试验仪研发

为解决传统瓦楞纸箱戳穿试验仪所存在的检测精度低、可靠性差、自动化程度低和安全防护不足等弊端,利用现代控制与侦测技术,研制了一种精度高、易操作、使用安全的新型瓦楞纸箱戳穿试验仪。该设备由能量迸发与传递、戳穿能量侦测、导向运动、安全保护和自动控制等模块组成,其控制系统程序采用LabVIEW编写。测试验证结果表明,该设备的检测稳定性能好,精确度达0.6%以下,完全能满足现行检测标准要求。同时,该设备可实现对试验过程的自动化控制,具有自动校对功能,且设计有角锥限位与遥控启动双重安全措施,可保障操作人员的安全。     

基于侦测技术的新型瓦楞纸箱戳穿试验仪研发

为解决传统瓦楞纸箱戳穿试验仪所存在的检测精度低、可靠性差、自动化程度低和安全防护不足等弊端,利用现代控制与侦测技术,研制了一种精度高、易操作、使用安全的新型瓦楞纸箱戳穿试验仪。该设备由能量迸发与传递、戳穿能量侦测、导向运动、安全保护和自动控制等模块组成,其控制系统程序采用LabVIEW编写。测试验证结果表明,该设备的检测稳定性能好,精确度达0.7%以下,完全能满足现行检测标准要求。同时,该设备可实现对试验过程的自动化控制,具有自动校对功能,且设计有角锥限位与遥控启动双重安全措施,可保障操作人员的安全。