【摘 要】
：
随着测量精度向纳米级方向的发展与国际单位制的变革,微小力值的测量与溯源变得越来越重要。作为微小力值传递媒介的微悬臂梁传感器,其刚度的标定对微小力值的测量与溯源有着重要的意义。本论文对微悬臂梁的国内外刚度标定方法进行探究,搭建了基于参考梁法的AFM悬臂刚度标定装置,使用被精密天平法标定过的自制标准悬臂（以下简称tipless悬臂）对AFM悬臂进行标定,并结合图像处理方法分析微悬臂梁的挠度,极大降低了
论文部分内容阅读
随着测量精度向纳米级方向的发展与国际单位制的变革,微小力值的测量与溯源变得越来越重要。作为微小力值传递媒介的微悬臂梁传感器,其刚度的标定对微小力值的测量与溯源有着重要的意义。本论文对微悬臂梁的国内外刚度标定方法进行探究,搭建了基于参考梁法的AFM悬臂刚度标定装置,使用被精密天平法标定过的自制标准悬臂（以下简称tipless悬臂）对AFM悬臂进行标定,并结合图像处理方法分析微悬臂梁的挠度,极大降低了参考梁法的测量不确定度。本文主要工作内容如下:（1）完成了基于参考梁法的AFM悬臂刚度标定装置设计,实现了对悬臂的位置影像的实时捕捉和处理,提出了一种基于亚像素边缘检测技术实现位移测量的新方法;（2）完成了参考梁法的理论分析并对悬臂弯曲变形进行仿真,验证了参考梁法实验的可行性;（3）对传统的精密天平法进行改进,并通过精密天平法对不同长度的tipless悬臂的刚度进行标定,并对标定的悬臂刚度进行不确定度评估。所用悬臂刚度的相对测量不确定度均低于1.2%,且最低可达到0.3%,提高了精密天平法的溯源精度,并重点分析了温度与系统刚度对系统的影响;（4）对所述参考梁法标定的AFM悬臂刚度进行不确定度评估,通过该方法测量的悬臂刚度的不确定度低于5%,且最低可达3%,满足实验要求,为微小力值的传递与溯源奠定基础。
其他文献
睡眠呼吸暂停与低通气综合征（Sleep Apnea Hypopnea Syndrome,SAHS）是一种在睡眠期间普遍发作的、不易被人察觉的慢性睡眠紊乱疾病。该病的主要症状为患者夜间睡眠时因呼吸受阻导致打鼾严重并伴有多次的呼吸表浅或呼吸暂停现象。睡眠多导图（Polysomnography,PSG）是现阶段临床上诊断SAHS的金标准,由于该项检查程序繁杂、成本高昂,因此不能满足大部分患者需求。本文旨
现代医学表明,患者运动功能评估是制定个性化且有效的脑卒中康复方案的重要前提。传统的康复评估方法（如量表）严重依赖医师医术水平,缺乏客观评价参数。近些年来,因惯性测量单元（Inertial measurement unit,IMU）具有价格低、体积小等优势,被广泛用于人体运动姿态检测。本文以脑卒中患者上肢功能评估为目的,设计了 一种面向卒中功能评估的惯性式人体上肢运动姿态检测方法。本研究首先提出了一
大气颗粒物和微塑料污染是人们目前比较关注的两大环境污染问题。为了从源头上对它们进行有效治理,必须对其化学组成展开分析并确定其主要危害因子。环境颗粒物的来源各异,迁徙路径也各不相同,而传统的检测技术通常局限于对大量颗粒物进行检测,难以反映出它们的个体性差异。因此,从单颗粒水平检测它们的组分变得十分必要。虽然人们在单颗粒成分检测方面做出了大量的努力,但是已有的单颗粒检测技术普遍存在前处理过程复杂、信息
红外光谱检测利用物质的红外吸收特征可以实现对物质成分实时、无损检测。其中傅里叶变换红外光谱技术具有多路复用、光通量大等优势,在生物医学领域得到了广泛应用。本文提出了两种可以应用于非均匀傅里叶变换型红外光谱仪的光谱复原方法,通过软件优化的方式提高了非均匀傅里叶变换型红外光谱仪的检测性能,使得红外光谱仪在实际应用中的更加具有实用性与适用性。本文的主要工作内容如下:（1）针对傅里叶变换光谱仪中光程差变化
拉曼光谱作为光谱检测中最常用的快速、无损、准确的检测手段之一,在生物医学检测中发挥着越来越重要的作用。但是拉曼光谱存在信噪比低,光谱分辨率和光通量相互限制的问题,这两个问题还导致拉曼光谱校正模型建立困难。这严重限制了拉曼光谱对微弱信号检测的准确性,降低了拉曼光谱的检测极限,不利于拉曼光谱检测性能的提升。针对以上问题,本文在对拉曼光谱仪的物理原理和拉曼光谱矩阵特性的深入研究下,提出了三种新的方法用于
乳制品作为人体营养摄入的重要来源之一,其质量安全问题直接关系到人体健康。当前,乳品质量安全检测大都依赖传统的实验室检测方法,尚存在费时、费力且费用高等问题,难以适应我国严峻的乳制品安全形势。因此,迫切需要发展新型、高效的乳制品质量安全检测技术。在各种乳品质量安全检测技术中,拉曼光谱技术以其简单、快速、无损等优点,具备良好的应用前景。本文针对乳粉掺假、复原乳识别等多形态乳制品安全检测问题,有机结合拉
乳酸是汗液中一种重要的代谢产物,乳酸检测可以评估人体运动状态,指导训练,提高运动员竞技水平,提高军人身体素质,在全民健身领域全面促进提高国民体质和健康水平。传统的汗液采集与监测多依赖大型设备,无法实现连续、实时的监测。可穿戴式汗液传感器与皮肤直接接触,可以同时收集和检测汗液,它的不断发展使连续汗液检测成为可能。如今大多数可穿戴传感器直接对汗液进行原位检测,这种检测方式不涉及汗液的收集和运输,存在汗
荧光药代动力学层析成像是一种结合了动态扩散荧光层析成像和药代动力学分析方法的新技术。该技术不但可以在体获取在某一时间段下荧光剂的三维、定量分布图像,而且可获取反映荧光剂在生物组织中吸收、代谢的药代动力学参数图像。由于其具有无电离辐射、高灵敏、高特异等性能,在肿瘤检测、分级,药物评估等领域极具应用价值。目前发展的荧光药代动力学层析成像主要有间接方法和直接方法。前者依赖于扩散荧光层析成像对荧光产率值的
航天器力学环境条件的分析与设计是目前制约我国航天器总体设计水平提高的瓶颈技术之一。为了满足航天器宽频带高精度力学环境测量的需要,测量加速度的传感器必须具有更加优良的动态性能,即更宽的带宽和更低的噪声。磁流体动力学（MHD）加速度传感器具有宽频带、低噪声、长寿命,能够在苛刻条件下工作,易实现微型化等综合性能。本文提出了一种MHD新型跑道型流体环式加速度传感器,在理论模型建立,结构参数分析与设计和样机
随着科技的发展,在超精密加工、生物医学工程以及集成电路的制造与检测等领域都迫切需要控制灵活、低成本、大位移的微位移驱动系统。因此,本文研究了一套压电微位移驱动系统,完成曲臂菱形压电驱动器、大容性负载压电陶瓷驱动电源以及输出位移检测装置的研制,并对压电微位移驱动系统开展了相关实验测试。为了增大压电微位移驱动系统输出位移范围,采用菱形位移放大机构。改进了菱形放大机构结构形式,采用菱形臂上下两侧取不同曲