空间谐振式MOEMS陀螺致动器研究

研究并设计了一种新型的可应用于微光机电(MOEMS)陀螺的微位移及角度控制致动器。它包括高灵敏度压电陶瓷组件和控制电路,具有对微镜进行微米级位移和角秒级角度精确定位的功能。建立并完成了该致动器的结构模型和有限元仿真,提出了基于MOEMS技术的加工方法。     

超小型纳米级驱动装置控制系统的研究

本文介绍了根据压电元件快速变形所引起的惯性力和摩擦力实现纳米级驱动装置的原理。针对微位移器的静、动态特性，研制了新型微位移器驱动源。试验结果证明，该驱动源大大改善了微位移器的过渡过程和动态特性，满足微步距驱动装置控制和驱动的需要。     

基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量方法研究

介绍了一种基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量方法,通过将位移测量转化为频率变化量的测量,实现了亚纳米级测量分辨力。建立了基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量实验装置,完成了320 nm范围内的位移测量,并将测量结果与精密电容传感器的测量结果进行了比较。     

基于DVD光学读取头的测微力计

为满足微纳米三维接触扫描探头测力的需要,提出了一种基于DVD光学读取头的测微力计。该测微力计由固定及微调支座、L形铜条、平面反射镜、DVD光学读取头和阻尼装置五部分组成。当力作用在L形铜条上时,贴在铜条上的平面反射镜会产生微小位移,该微小位移由DVD光学读取头来感测;通过建立被测力与平面反射镜微位移之间的关系,从而实现微小力的测量。用该测微力计对一个微纳米三维接触扫描探头的测力过程进行了测量,测量结果与对该微纳米三维接触扫描探头的有限元分析结果一致。     

应变反馈式压电陶瓷微位移驱动器的研制

介绍了采用应变片测量压电陶瓷微位移驱动器位移的原理和设计思想，介绍了实验装置的结构，给出了实验结果，证明将应变片直接粘贴在压电陶瓷基体表面测量其位移的方法是可行性的；通过对压电陶瓷滞回特性的测定，提出了建立压电陶瓷的控制模型的基本思路。     

微米光栅加速度计力反馈系统设计

针对高分辨率微米光栅加速度计中存在的输出非线性和动态范围小的问题,提出了一种基于静电驱动的静电力反馈方法.该方法一方面将质量块位移锁定在最佳工作点,提高加速度计的线性度;同时利用静电力反馈实现微米光栅加速度计的力反馈控制,提高它的动态范围.给出了微米光栅加速度计的力反馈检测原理,建立了静电力反馈控制模型和基于力反馈的微米光栅加速度计系统的数学模型,在此基础上优化了PI控制单元,搭建了微米光栅加速度计力反馈系统,实现了力反馈控制.实验结果显示:当质量块位移锁定在最佳工作点处时,微米光栅加速度计的量程比未加力反馈时增大了33.4倍,非线性度抑制了6.4倍.     

电致伸缩位移器件用于电火花细微孔加工

本文根据电火花细微孔加工的特点,提出了利用WTDS型电致伸缩位移器件与步进电机进给装置相配合的微进给伺服系统,并从设计的角度介绍了系统的组成、工作原理及特性。     

大孔精密加工用的空气静压装置

一九七七年,我们利用气体静压原理,创制了一台结构简单的装置,在国产 MG1432外圆磨床上,成功地加工出φ180×206高精度大孔,以后加工精度又有所提高,加工出φ180×206大孔的不圆度达到0.3微米～0.7微米,光洁度达到▽12。     

新颖测试手段——电子束微探针

在分析测试芯片中，微探针已使用了ZO余年之久。但近几年来，世界上90％以上的先进半导体公司都配备了电子束微探针装置。预计在未来数年内，电子束技术在半导体行业中将会得到广泛应用。随着芯片几何尺寸的不断缩小，传统的机械式微探针已显得愈益不适应。其原因之一是微探针难以与亚微米线宽的金属层引线可靠接触。另一原因是，芯片中的节点电容已低至5～10fF，微探针产生的信号衰减已超出允许的范围。电子束微探针不存在上述问题。与普通的电子扫描显微镜一样，电子束微探针是用聚焦得颇细的电子来去扫描集成电路的表面，然后采集芯片…     

椭圆振动切削加工的同步控制研究

利用椭圆振动切削加工的回转体表面微织构是在机床主轴旋转、平台进给和装置椭圆振动的联合运动下得到的,机床主轴转动与装置位移输出如果不能保持完全的实时同步,会造成微织构加工的偏差。为了解决这一问题,提出了一种新的基于转角的同步控制方法,该方法在主轴的对位基准处实现装置正弦信号的复位,以修正转速漂移造成的加工位置误差,并通过判断主轴角度信号实时输出对应幅值电压来实时同步信号输出和机床旋转运动。基于LabVIEW FPGA搭建同步控制模块,经试验验证,利用该方法加工的矩形阵列微织构轴向排列与中轴线平行,与周向排列的夹角和仿真结果的偏差不超过0.1°,织构深度随转角的不同发生预设的变化,因此,同步控制方法具有实时同步控制椭圆振动切削装置的能力。     

精化普通精密机床亚微米级加工等2则

精化普通精密机床亚微米级加工 本成果主要用于经精化的普通精密机床对有色金属零件进行亚微米级加工，其检测技术对其他材料的精密、超精密加工同样适用。 本成果基本特点是通过机床主轴、导轨精化，亚微米级微进给装置，金刚石刀具刃磨三大环节实现精密机床进行亚微米级加工，本技术经济实用，实施经费少(6万元)，周期短(6个月)，有推广应用价值。 微进给装置：分辨率0.1μm，静态精度0.2μm，动态精度0.4μm。 被加工有色金属零件精度：圆度0.15μm～0.19μm，直线度0.3μm/100mm，轴向尺寸控制精度0.4μm(20μm进给范围内)，粗糙度Ra≤0.06μm。 碳纤维/酚醛树脂喷管整体模压 本成果可用于小型固体火箭发动机喷管耐烧蚀及绝热件。 本成果在金属喷管壳体中直接将碳纤维/酚醛树脂压制成型，工艺简单。 烧蚀层扩散段与绝热层背衬用同一种材料，大大提高了复合材料与金属喷管体的结合力与可靠性。采用金属壁开槽和中间过渡层技术提高了制品的密封性和可靠性，并降低了模压件的内应力。 技术要求：碳纤维与酚醛树脂质量比为60:40;处理剂为KH—550。 本成果经济效益好，可推广应用。 李连清     

压电陶瓷微位移器的实验研究

 介绍了压电陶瓷微位移器的动、静态特性及其测量方法和实际测量系统。实验研究了逆压电效应型和电致伸缩型两种压电材料所构成的微位移器的性能。逆压电效应型微位移器位移线性度为０. １１％，重复精度±０. ０１μｍ，电压－位移灵敏度约为１μｍ／１００Ｖ。在２００Ｈｚ频段内，幅频特性平直，相频曲线呈线性，相位滞后量小于２５°；电致伸缩型微位移器的电压－位移呈非线性，所以位移量较大，对应电压５００Ｖ时，位移约为１２μｍ。微位移功能逆压电效应型适用于线性度要求较高的精密控制场合；而电致伸缩型则更适用于行程较大的控制情况。     

脉冲微孔喷射技术及其在增材制造方面的应用

介绍了用于制造单分散球形微米级粒子的脉冲微孔喷射技术.根据微滴制备原理,可将其分为适用于低熔点材料的压片式喷射装置及适用于高熔点材料的传动杆式喷射装置,分别阐述了两种方式的脉冲微孔喷射技术的喷射原理、相关特点以及该技术的发展和研究现状.目前,采用脉冲微孔喷射技术已成功制备出金属、半导体及生体材料单分散微粒子,具有粒径均一、圆球度高等优势.通过与其他微米级粒子制备技术,如均匀液滴喷射法、气动式按需喷射法及雾化法相比较,在诸多方面显示出脉冲微孔喷射法的独特优点.与此同时,分别讨论了脉冲微孔喷射技术在增材制造方面的潜在应用,可直接使用微米级粒子作为增材制造用粉体以及液滴沉积成型.鉴于脉冲微孔喷射技术的独特性,可以预见随着研究的不断深入,脉冲微孔喷射技术将在增材制造方面具有更加广阔的发展空间和应用前景.     

位移传感器校准技术研究

介绍了一种直线位移传感器校准装置。该系统以自行研制开发的高准确度单频激光干涉仪为长度标准,通过可编程位移发生装置的配套使用实现了直线位移传感器的校准。     

精密可控微位移器实验研究

介绍了微位移器的静、动态特性，实验结果表明：ＩＰ１型微位移器线性度可达０．１２％，重复精度为０．０１μｍ。还比较了ＩＰ１型和ＥＬＳ１型微位移器的性能区别供应用选择时参考．     

透镜-反射镜式测量镜对干涉微位移测量的影响

采用基于透镜-反射镜式逆反射光路的干涉仪进行微位移测量时,被测位移会引起测量光束的波面变化。本文对这种波面变化和其对位移测量结果的影响进行了分析,推导出了波面变化引起的位移测量误差与透镜的焦距/有效孔径之比和位移的近似关系。对合理使用基于透镜-反射镜的逆反射方法,发挥其在干涉微位移测量中的优势,避免其不足,具有指导作用。     

基于多普勒效应的激光微位移测量系统

介绍了一种可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以多普勒效应为理论基础，以He-Ne激光器为光源，配置了判向变频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图像处理软件包等，较传统测量方法其精度、误差、灵敏度及稳定度都有较大提高，并实现了微位移的全自动测量。     

微动疲劳损伤试验设计研究

研制了微动桥式试验装置及试验方法。高低周复合加载由改装过的PW3-10型疲劳试验机来实现。使用应变片弓形元件测量微位移幅值。用弹性环实现微动桥和板状试件上法向接触压力的加载,利用本文中的方法及装置,已成功地完成了钛合金TC-11对高温合金GX8的微动疲劳损伤试验。     

移相干涉技术用于运动姿态精密测量

针对测量系统运动中姿态测量的需求,提出了一种利用移相干涉技术测量角度的方法来实现运动姿态的准确测量。建立了由组合式移相干涉仪为主的三轴转角实验装置,该装置测量角度的分辨力优于0.006″。采用实验装置对微位移工作台运动过程中的姿态变化进行了测量,得到了工作台移动中绕三轴转角变化的测量结果,并利用激光小角度干涉仪进行了相关测量点的对比实验,数据最大偏差0.03″。实验结果验证了利用移相干涉测角法可以实现运动中姿态的精确测量。     

纳米力学测试系统位移传感器校准装置

介绍了用激光干涉方法对纳米力学测试系统位移传感器进行校准的方法,并建立了校准装置;采用平衡式光学系统设计,干涉系统的抗干扰能力得到了显著提高,通过零位移测量实验对装置的稳定性进行了验证;用校准装置对TriboIndenter纳米力学测试系统的位移传感器进行了校准实验,测量不确定度分析结果表明该系统测量压头位移的准确度可以达到纳米量级。