激光晶体生长炉高精度晶体称重装置研究与设计

发布时间：2023-05-07 07:11

　　激光晶体重量的精确测量是激光晶体生长过程中的关键性环节,激光晶体等径控制通过测量晶体重量来间接计算直径,利用晶体重量的变化率有效控制晶体生长直径。针对激光晶体生长过程中的机械振动、电机提拉和旋转运动、电气信号干扰、生长炉温度变化、气体流动以及激光晶体生长固熔界面张力波动等影响因素导致晶体重量测量不准确的问题,对激光晶体称重装置进行研究和设计。主要从称重装置机械结构设计、称重电子单元设计等两个方面对高精度称重装置进行研究与设计。在称重机械结构设计中,考虑称重装置对称重过程稳定性和精密性的要求,设计了一种基于上称重提拉法的悬臂梁式秤架结构,通过受力分析验证了结构设计的可行性,并对称重结构进行有限元分析,验证了称重机械结构设计的合理性。称重电子单元实现数据采集、数据处理和人机交互。对称重信号的测量过程中,采用具备三阶温度系数和非线性数字补偿功能的前端信号处理电路,对称重电桥输出的微弱信号进行放大、补偿处理,校准模拟输出信号;在软件数据滤波处理上,设计了基于冒泡排序的中位值均值滤波算法,对重量数据进行滤波处理,以克服干扰,保证称重装置的精确性与稳定性;称重装置采用虚拟仪器的核心设计思想,设计了...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 课题相关领域的研究现状
        1.2.1 晶体生长方法研究
        1.2.2 激光晶体生长控制技术研究
        1.2.3 激光晶体称重装置研究
    1.3 论文主要研究内容及章节安排
    1.4 本章小结
第二章 称重装置总体方案设计
    2.1 称重装置总体设计要求
        2.1.1 激光晶体生长工艺特点
        2.1.2 称重装置设计要求
    2.2 称重装置机械结构方案设计
    2.3 称重装置电子系统方案设计
    2.4 本章小结
第三章 称重装置机械结构设计
    3.1 称重装置零部件设计
        3.1.1 称重装置整体结构图
        3.1.2 称重装置零件图
    3.2 称重装置有限元分析
        3.2.1 称重装置有限元建模
        3.2.2 有限元网格的划分
        3.2.3 有限元应力应变分析
        3.2.4 有限元模态分析
        3.2.5 有限元受力分析
    3.3 本章小结
第四章 称重装置电子系统设计
    4.1 称重装置电子系统硬件设计
        4.1.1 称重电子系统硬件功能设计
        4.1.2 称重传感器选型
        4.1.3 前端信号处理单元
        4.1.4 A/D转换单元
    4.2 称重装置电子系统软件设计
        4.2.1 称重电子系统软件功能设计
        4.2.2 称重电子系统软件程序设计
        4.2.3 称重电子系统人机界面设计
    4.3 本章小结
第五章 称重装置系统测试
    5.1 称重装置实验平台
    5.2 称重装置检测技术指标
    5.3 称重装置实验测试与结果分析
        5.3.1 软件滤波效果测试
        5.3.2 示值误差检定
        5.3.3 重复性检定
    5.4 称重装置实际应用
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介



本文编号：3810528