微納米極二維工作臺定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、微納米科學(xué)技術(shù)的重要性，已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)取得了廣泛的共識。微納米科學(xué)技術(shù)現(xiàn)已成為重要的前沿科學(xué)。人們在對微納米世界的認(rèn)識與改造中，需要借助一系列的工具。其中使用到的最典型的工具是顯微鏡。然而，目前多數(shù)顯微鏡工作臺仍是采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)，分辨率很難達(dá)到微納米級，這樣就大大限制了微納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。迫切要求一種新型微動工作臺，滿足微納米科學(xué)的研究需要。
　　 本文設(shè)計(jì)并加工了一種基于柔性鉸鏈、機(jī)械放大式結(jié)構(gòu)的二維微動工作臺。利用Pr

2、o/Engineer4.0軟件對其進(jìn)行三維實(shí)體建模，而后用有限元分析軟件ANSYS對其進(jìn)行分析。
　　 設(shè)計(jì)并制作了光纖位移傳感器。采用了硅光電池對光纖傳感器輸出信號進(jìn)行檢測。信號經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換電路、放大電路、信號處理電路調(diào)理后，輸入微處理器STM32F103ZET6的A/D通道，以實(shí)現(xiàn)測量系統(tǒng)的閉環(huán)控制。利用操作按鍵和液晶顯示對微動工作臺的輸出位移量進(jìn)行調(diào)整和讀數(shù)。
　　 軟件是在KEILMDK環(huán)境下用C語言編寫的。采用

3、軟件方法對輸出位移測量值進(jìn)行均值濾波處理，之后轉(zhuǎn)換成位移值供液晶顯示。輸出位移的調(diào)整，是由鍵盤輸入位移值后，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬量經(jīng)D/A輸出，來調(diào)整壓電陶瓷驅(qū)動電源的輸出電壓，從而改變工作臺的輸出位移，直到滿足需求的位移量。
　　 設(shè)計(jì)并研究了光纖位移傳感器和微動工作臺的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比選擇了最佳的系統(tǒng)方案。結(jié)果表明二維工作臺定位系統(tǒng)Y方向可以達(dá)到量程180μm的位移輸出。本論文的研究工作為微/納米級視覺坐標(biāo)測量方法的研