电容式微力测量系统性能分析及关键技术研究
发布时间：2021-05-09 08:16
随着现代科学技术的发展,微纳加工制造、微擦现象的观测、微小质量测量、航空航天领域的精确控制等,大量需要微小力值的计量,所以微力测力系统的研究逐渐展开,并成为重要的研究课题。由于微力测量体系的不完善,其本身的特性显得相对滞后。传力系统的设计方法以及微力测量传感器的研究对微力值计量标准的建立是至关重要的。本文开展了对微力测量系统的综合研究,以微力电容式称重系统为载体,对微力传力系统、传感器结构设计和误差补偿等三个系统,从设计理论和技术创新两个方面进行了研究和探索。主要工作如下:（1）研究了微力测量系统的性能分析方法。在分析其工作原理的基础上,构建了微力测量系统的总体性能指标体系,从精度、量程、重复性、稳定性四个方面分析了性能的影响因素。为分析决定系统性能的关键影响因素,引入TRIZ的冲突分析与解决理论,构建了系统功能模型,详细分析了存在的冲突及根原因。基于此,构建了微力测量系统的性能映射模型,将系统性能映射到了传力机构、传感器及误差补偿等几个部分。（2）针对原传力机构易产生耦合位移、抗偏载能力差的问题,设计了双平行柔性导向机构,并进行了力学性能分析。为了评价其导向性能,通过刚度分析验证其的...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
字母注释表
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 研究现状分析
1.3 论文主要内容
1.4 论文总体框架
1.5 论文的研究方法
1.6 论文的创新点
第二章 电容式微力测量系统性能分析研究
2.1 电容式微力测量系统称重原理分析
2.2 电容式微力测量系统性能分析
2.3 微力测量系统性能因素分析研究
2.4 本章小结
第三章 柔性导向机构设计与性能分析
3.1 柔性导向机构结构设计
3.2 柔性导向机构力学性能研究
3.3 柔性导向机构结构参数对性能的影响
3.4 双平行柔性导向机构结构参数优化
3.5 本章小结
第四章 变极距式电容传感器设计与性能分析
4.1 变极距式电容传感器性能分析
4.2 电容式微力测量系统量程设计
4.3 量程接力式电容传感器力学性能研究
4.4 量程接力式电容传感器性能优化
4.5 微力测量系统整体结构设计及验证分析
4.6 本章小结
第五章 微力测量系统耦合误差补偿方法
5.1 微力测量系统耦合误差测试与分析
5.2 耦合误差自适应补偿策略研究
5.3 电容式微力测量系统误差模型验证
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]交叉簧片柔性铰链的翘曲分析与消除[J]. 刘浪,毕树生,杨春卫,刘畅. 北京理工大学学报. 2014(09)
[2]基于椭圆旋转的磁传感器误差补偿算法[J]. 鲍宏平,朱小东,朱建良,王伟,张捷. 计算机工程. 2014(04)
[3]电容称重传感器特性曲线的拟合方法研究[J]. 谢煜,张宁. 商丘师范学院学报. 2013(12)
[4]一种低耦合位移动镜支撑机构静动态性能分析[J]. 肖前进,贾宏光,韩雪峰,席睿. 红外与激光工程. 2013(04)
[5]利用正交试验的电容传感器仿真及优化设计[J]. 王小鑫,闫洁冰,胡红利,高享想,张肖. 西安交通大学学报. 2013(02)
[6]双阵列式电容传感器的特性研究和参数优化[J]. 张智,杨道业,程明霄. 仪表技术与传感器. 2012(12)
[7]基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法[J]. 李勇,刘文怡,李杰,张晓明,蒋窍. 传感技术学报. 2012(07)
[8]数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿[J]. 王维,杨建国,姚晓栋,范开国,李自汉. 机械工程学报. 2012(07)
[9]集成TOC/TRIZ/Fuzzy的产品概念设计方法的研究[J]. 张建军,陈旭晖,张利,徐娟. 机械科学与技术. 2011(07)
[10]基于6σ/QFD/TRIZ集成的产品创新设计方法[J]. 邵云飞,杜欣,唐小我. 系统工程. 2011(04)
博士论文
[1]柔顺机构动力学分析与综合[D]. 王雯静.北京工业大学 2009
[2]面向多冲突问题的TRIZ关键技术研究[D]. 马力辉.河北工业大学 2007
[3]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]精密柔性并联指向机构的优化设计与系统研制[D]. 史若冲.哈尔滨工业大学 2013
[2]柔性铰链四杆机构变形分析及仿真[D]. 刘青.兰州理工大学 2011
[3]静电场超微力测量方案的探索研究[D]. 盛阳.天津大学 2010
[4]扩散硅压力传感器温漂补偿的软件实现[D]. 姬生浩.西北工业大学 2007
[5]智能电容测微仪系统关键技术的研究[D]. 赵晋云.天津大学 2005
本文编号：3176971
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
字母注释表
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 研究现状分析
1.3 论文主要内容
1.4 论文总体框架
1.5 论文的研究方法
1.6 论文的创新点
第二章 电容式微力测量系统性能分析研究
2.1 电容式微力测量系统称重原理分析
2.2 电容式微力测量系统性能分析
2.3 微力测量系统性能因素分析研究
2.4 本章小结
第三章 柔性导向机构设计与性能分析
3.1 柔性导向机构结构设计
3.2 柔性导向机构力学性能研究
3.3 柔性导向机构结构参数对性能的影响
3.4 双平行柔性导向机构结构参数优化
3.5 本章小结
第四章 变极距式电容传感器设计与性能分析
4.1 变极距式电容传感器性能分析
4.2 电容式微力测量系统量程设计
4.3 量程接力式电容传感器力学性能研究
4.4 量程接力式电容传感器性能优化
4.5 微力测量系统整体结构设计及验证分析
4.6 本章小结
第五章 微力测量系统耦合误差补偿方法
5.1 微力测量系统耦合误差测试与分析
5.2 耦合误差自适应补偿策略研究
5.3 电容式微力测量系统误差模型验证
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]交叉簧片柔性铰链的翘曲分析与消除[J]. 刘浪,毕树生,杨春卫,刘畅. 北京理工大学学报. 2014(09)
[2]基于椭圆旋转的磁传感器误差补偿算法[J]. 鲍宏平,朱小东,朱建良,王伟,张捷. 计算机工程. 2014(04)
[3]电容称重传感器特性曲线的拟合方法研究[J]. 谢煜,张宁. 商丘师范学院学报. 2013(12)
[4]一种低耦合位移动镜支撑机构静动态性能分析[J]. 肖前进,贾宏光,韩雪峰,席睿. 红外与激光工程. 2013(04)
[5]利用正交试验的电容传感器仿真及优化设计[J]. 王小鑫,闫洁冰,胡红利,高享想,张肖. 西安交通大学学报. 2013(02)
[6]双阵列式电容传感器的特性研究和参数优化[J]. 张智,杨道业,程明霄. 仪表技术与传感器. 2012(12)
[7]基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法[J]. 李勇,刘文怡,李杰,张晓明,蒋窍. 传感技术学报. 2012(07)
[8]数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿[J]. 王维,杨建国,姚晓栋,范开国,李自汉. 机械工程学报. 2012(07)
[9]集成TOC/TRIZ/Fuzzy的产品概念设计方法的研究[J]. 张建军,陈旭晖,张利,徐娟. 机械科学与技术. 2011(07)
[10]基于6σ/QFD/TRIZ集成的产品创新设计方法[J]. 邵云飞,杜欣,唐小我. 系统工程. 2011(04)
博士论文
[1]柔顺机构动力学分析与综合[D]. 王雯静.北京工业大学 2009
[2]面向多冲突问题的TRIZ关键技术研究[D]. 马力辉.河北工业大学 2007
[3]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]精密柔性并联指向机构的优化设计与系统研制[D]. 史若冲.哈尔滨工业大学 2013
[2]柔性铰链四杆机构变形分析及仿真[D]. 刘青.兰州理工大学 2011
[3]静电场超微力测量方案的探索研究[D]. 盛阳.天津大学 2010
[4]扩散硅压力传感器温漂补偿的软件实现[D]. 姬生浩.西北工业大学 2007
[5]智能电容测微仪系统关键技术的研究[D]. 赵晋云.天津大学 2005
本文编号：3176971
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