导读:本文包含了微悬臂梁论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:悬臂梁,杠杆,阵列,传感器,效应,参量,黏性。
微悬臂梁论文文献综述
周鹏,王大志,石鹏,赵奎鹏,姜重阳[1]（2019）在《不锈钢基压电厚膜微悬臂梁传感器的制作与测试》一文中研究指出制备了不锈钢基底压电厚膜微悬臂梁传感器。利用精密激光加工技术制备了厚度为100μm的不锈钢微悬臂梁基底,由于不锈钢具有良好的导电性,可以作微悬臂梁传感器的下电极,采用模板辅助电雾化沉积技术在不锈钢微悬臂梁基底上制备了厚度为20μm的致密PZT厚膜,利用磁控溅射技术制备了30/200 nm厚的Ti/Pt上电极,最终形成了压电厚膜微悬臂梁传感器。多普勒激光测振实验表明,在20 V的激励电压下,压电厚膜微悬臂梁谐振频率为19 kHz。(本文来源于《机电工程技术》期刊2019年07期）
张飞[2]（2019）在《动态微悬臂梁阵列传感器的设计与研究》一文中研究指出动态微悬臂梁传感器作为一种高性能的传感器,已经得到了广泛的研究和应用。本文的主要目的是设计并搭建动态微悬臂梁阵列传感器,并利用其对微小质量和氮气流速进行检测。微悬臂梁阵列由外部独立的压电驱动器进行驱动并使其达到共振,该种驱动方式不需要特制的微悬臂梁,且外部压电驱动器的驱动能力和尺寸可根据需要进行选择。本文采用光学方法对微悬臂梁传感信号进行检测,仅使用一个激光器实现对微悬臂梁阵列的扫描,该种方式能够克服多个激光器对微悬臂梁阵列照射时,每根梁的自由端激光强度或光斑大小不一致的问题。利用光杠杆原理将微悬臂梁自由端的偏转信号进行放大,并使用位置敏感探测器接收微悬臂梁反射的光信号。位置敏感探测器易受环境光影响,故在传感器外部增加遮光壳体,并在上位机程序中增加滤波程序减少环境光对实验结果的影响。本文在动态模式下,为降低对数据采集模块采样频率的要求,以及降低上位机程序复杂度,仅对与微悬臂梁平行方向的位置敏感探测器坐标轴信号以及驱动信号进行采集,减少数据采集所需通道,进而降低了对数据采集模块采样频率的要求,并方便上位机程序编写及进行数据分析处理。本文对驱动信号进行采集的目的是以驱动信号频率代替微悬臂梁振动信号频率,减少环境因素对微悬臂梁共振频率分析的影响。本文上位机程序采用图形化程序编辑软件LabVIEW进行编写,该软件具有丰富的信号分析与处理模块,方便程序编写,节省开发时间。本文利用动态微悬臂梁阵列传感器,实现了动态模式下对微小质量进行检测,以及动态模式和静态模式下对氮气流速的大小及分布进行检测。动态模式下的微小质量检测灵敏度约为1.03Hz/pg,静态模式最小可检测氮气流速约为2.24m/s,动态模式最小可检测氮气流速约为0.32m/s,动态模式检测结果优于静态模式。实验结果表明微悬臂梁共振频率随着自由端质量的增加而减小,随着其自由端上方气体流速的增大而增大,且当微悬臂梁距离氮气出气管口越近共振频率越大,偏转位移越大。本文通过实验验证了搭建的动态微悬臂梁阵列传感器作为微小质量和气体流速检测平台的可行性。图[57]表[1]参[83](本文来源于《安徽理工大学》期刊2019-06-12）
谌成渝[3]（2019）在《腔光力系统中微悬臂梁参量压缩的实验研究》一文中研究指出微纳机械振子因其优良的力学性质在精密测量领域中被广泛的应用。将待测物理量与微纳机械振子的位移耦合,通过测量微纳机械振子的位移就可以实现对力信号的探测。通常情况下,热噪声为限制测量微纳机械振子位移精度的主要因素。冷却可以降低微纳机械振子整体的热噪声,然而即使将振子冷却到基态,测量精度仍然受到零点涨落的限制。压缩则仅降低测量分量上的噪声并放大与其正交的分量上的噪声,在满足不确定性关系下可以使测量分量上的精度突破标准量子极限的限制。为了突破微纳机械振子测量的标准量子极限,本论文在腔光力系统中开展了微悬臂梁热振动参量压缩的实验研究。本章共分为四章,依次为:第1章绪论;第2章实验系统;第3章参量压缩实验;第4章总结与展望。主要研究内容包括:第1章:介绍了微纳机械振子及其在精密测量中的应用。同时介绍了限制微纳机械振子位移测量精度的噪声,对微纳机械振子中降低噪声的方法进行了总结。第2章:机械振子光力压缩实验平台的搭建。为了在腔光力系统中实现微悬臂梁热振动的参量压缩,我们搭建了腔光力系统平台,研究了光场对微悬臂梁的作用,并开展了一系列对实验装置的调试工作,包括微悬臂梁的表征、激光功率的稳定、微悬臂梁共振频率的锁定和参量驱动的施加等。第3章:机械振子的参量压缩。我们完成了微悬臂梁的参量压缩实验。通过对微悬臂梁运动方程的分析知道了参量压缩的3dB极限,并在实验上达到了 3dB极限。为了突破这个极限,进一步设计了反馈控制回路来增强系统的稳定性,从而获得了更高的压缩率。第4章:对实验进行了总结,并提出了可进一步的研究方向以及对实验的应用做出了展望。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)》期刊2019-06-01）
李诚[4]（2019）在《基于微悬臂梁阵列传感器的光响应检测系统设计》一文中研究指出微悬臂梁是最简单的MEMS构件之一,目前微悬臂梁传感技术已经成为一种应用广泛、响应速度快、检测精度高的新型传感技术,综合了微机电系统(MEMS)、机械学、电学、光学以及力学等交叉学科,在生物工程、环境监测、微力测量和信息工程等领域的应用得到了拓展。本文以微机械技术为基础,参考现今国内外微悬臂梁技术研究现状,探究微悬臂梁传感的信号检测方式,对比多种数据读出方式,最终确定使用光杠杆检测法,用于实时监控微悬臂阵列的传感系统。文中采用循环方式实现对阵列微悬臂梁的扫描检测,对微悬臂梁静态工作模式进行研究。光学检测系统利用八个平面镜固定在八面体转动台上,通过电机的转动带动平面镜的转动。激光器发射的激光束照射到平面镜上,经平面镜反射至微悬臂梁尖端。驱动转动台的转动,使八只平面反射镜随着转动台的转动,逐一地处在激光光束的光路中,并在八只平面反射镜上逐一地形成不同位置上的八束反射光,对应地照射在微悬臂梁阵列中八根微悬臂梁的自由端,实现对微悬臂梁阵列的循环扫描。再通过激光束光斑在光电位置敏感探测器上的位移变化,将电信号转化成为位移信号,利用虚拟仪器编写程序对信号采集处理,完成对微悬臂梁阵列的在线测验。本文首先阐述了现如今国内外微悬臂梁传感技术发展现状,对微悬臂梁发展历史进行介绍,着重叙述了微悬臂梁的工作原理以及数据读出方式。将叁种微悬臂梁阵列传感器实现方式进行对比,由于多激光检测增加设备成本,而面光源检测需要加厚微悬臂梁的尺寸,本文为保证光源输出信号稳定,利用改变平面镜的角度实现扫描检测微悬臂梁,避免激光器的移动产生误差,同时降低了成本,故而选择单激光逐点检测法作为本文的实现方式,用于实时监控微悬臂阵列。分析微悬臂梁两种工作模式的优劣,选定对微悬臂梁静态工作模式进行探讨。之后在实验室已经实现单根微悬臂梁检测系统的基础上,对循环扫描微悬臂梁阵列传感检测系统的实验方案加以研究,设计以平面镜反射光源照射微悬臂梁的光路系统,优化整体系统布局并且对系统中电机、夹持装置、转动平台等设备参数进行调整。本文使用LabVIEW图形化编程软件编写程序来完成微悬臂梁阵列传感检测系统中的数据采集和数据处理部分。利用LabVIEW中设置断点、显示数据及其通过程序的结果、单步执行等功能,对程序进行调试。搭建完成整体检测系统后,本文先利用微针头修饰装置对微悬臂梁修饰偶氮苯聚合物,对微悬臂梁传感系统循环扫描来测试系统稳定性,然后利用加热陶瓷片测试温度变化条件下微悬臂梁形变量,最后利用参考梁和修饰梁在紫外光照射下微悬臂梁弯曲情况。实验表明本文设计搭建的基于循环扫描方式的微悬臂梁阵列传感检测系统能够实现高灵敏度检测。图[65]表[1]参[64](本文来源于《安徽理工大学》期刊2019-05-30）
赵亮[5]（2019）在《基于矩形薄板微悬臂梁的超微粒子质量和位置识别研究》一文中研究指出随着微机电系统(MEMS)加工技术的发展,使得高精度微悬臂梁的设计与制造得以实现。基于微悬臂梁传感器的超微目标探测技术可以满足微纳米生物学、医学、化学和物理学等学科对微尺度下生物质、气体、粒子含量检测的多数需求,因而受到了学术界的广泛关注。采用微悬臂梁超微目标探测研究中的多数力学问题,又可以归结为微悬臂梁表面附着目标的识别问题。目前,对于这一问题的研究主要集中于一维微悬臂梁表面附着单集中粒子或表面附着均匀粒子层的质量识别,而实际应用中需充分考虑微悬臂梁本体的二维化且能够对附着物的质量和位置进行双参数识别,然而该方面内容研究目前相对匮乏。因此本课题以矩形薄板微悬臂梁表面附着超微粒子为研究对象,建立单微悬臂梁表面附着多目标的质量和位置与其动力学响应之间的关系模型,分析附着粒子对微悬臂梁谐振频率的影响,模型中充分考虑微悬臂梁二维化、尺寸效应的影响。通过有限元软件仿真和原子力显微镜实验测量两种方法,分别获得微悬臂梁附着粒子前后谐振频率的变化,并将获得的频率变化值作为已知量输入所建立的模型中,实现目标物质量和位置的双识别。针对表面附着有多个均匀粒子带的矩形薄板微悬臂梁动力学特性进行研究。分析均匀带状粘附粒子的分布特性,利用粒子间的van der Waals势能来表示粘附带状粒子与基底间的相互作用能,同时结合微悬臂梁弹性应变能以及动能,得出表面附着有多个均匀粒子带的薄板型微悬臂梁的能量模型。利用分析力学中的能量法对模型求解,首先采用振型迭加法对微悬臂梁真实振型进行近似,进而得到能量表达式的离散形式,利用拉格朗日方程建立微悬臂梁振动方程,对其进行求解获得谐振频率。分析不同因素对微悬臂梁谐振频率的影响,着重讨论粘附密度、粘附带数量以及周期分布粘附带占空比叁个重要因素对谐振频率的影响规律。针对表面附着有多个集中质量体的薄板型微悬臂梁的动力学特性进行研究,分别使用经典理论(不考虑尺寸效应)和修正Cosserat理论(考虑尺寸效应),利用一维欧拉伯努利梁特征函数组合假设二维薄板型微悬臂梁振型,并对能量方程进行矩阵化表示,由拉格朗日方程建立粘附有集中质量体的薄板型微悬臂梁的动力学模型,并与已发表论文数据进行对比验证模型的有效性。计算了粘附集中质量体的薄板型微悬臂梁的各阶弯曲谐振频率,给出了集中质量数为1~5时的算例。应用所建立的模型分析不同参数对微悬臂梁频率产生的影响,重点研究了附着粒子的质量和位置对微悬臂梁谐振频率的影响规律,最后分析了空气阻尼对微悬臂梁谐振频率的影响。以矩形薄板微悬臂梁表面附着单个集中粒子以及多个集中粒子逆问题求解为研究目标,即根据微悬臂梁的动力学响应求取附着在微悬臂梁表面集中粒子的质量和位置。采用瑞利-里兹法构建振型特征函数,并对比粒子附着前后微悬臂梁的谐振频率,进而建立微悬臂梁表面附着目标的质量和位置与其动力学响应关系的多目标识别模型,通过该模型推导出微悬臂梁附着超微粒子前后谐振频率的变化和超微粒子参数(质量、数量和位置)的关系表达式。采用有限元仿真实验计算了不少于附着粒子总数叁倍的微悬臂梁各阶谐振频率变化量,并将频率结果带入所建立的关系模型,利用非线性最小二乘法数值优化方法,拟合出不同粒子的位置和质量,最终实现每个粒子的单体质量和位置双识别。分析了不同长宽比微悬臂梁、附着不同粒子的质量以及附着不同位置的粒子对识别模型的影响。采用FIB聚焦离子/电子双束显微电镜系统制备不同尺寸的微悬臂梁,并在其表面沉积不同质量和不同位置的铂粒子,通过AFM系统分步测量铂粒子沉积前后微悬臂梁各阶谐振频率,对测量的实验数据进行分析,研究沉积不同的粒子对微悬臂梁谐振频率的影响规律。将实验测量的频率值输入本文所建立的微悬臂梁表面附着质量和位置双识别模型中,借助最小二乘法进行拟合求解,并将拟合结果与实验中所沉积粒子的测量值进行比较,证明了理论模型的有效性。基于目前所选用的微悬臂梁(微米级)以及设备所能达到的测量精度,实现了附着粒子与微悬臂梁质量比为0.5%的粒子质量和位置识别,质量识别精度可以达到皮克(10~(-12)g)级。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-03-01）
芦非,孔胜利,袁艳琪[6]（2018）在《静电驱动微悬臂梁静态吸合特性的尺寸效应研究》一文中研究指出基于修正偶应力理论研究了静电驱动微悬臂梁在考虑Casimir力时的静态吸合特性。利用最小势能原理得到了微悬臂梁弯曲的控制方程和边界条件,应用广义微分求积法(GDQM)求解后得到静电驱动微悬臂梁吸合电压与无量纲吸合位移的数值解。结果表明,基于修正偶应力理论的静电驱动微悬臂梁的吸合电压明显高于经典理论值,表现出明显的尺寸效应;同时Casimir力降低了微悬臂梁的吸合电压与无量纲吸合位移。当微悬臂梁的初始间隙g远远大于其厚度h时,Casimir力的影响可以忽略不计。(本文来源于《机械强度》期刊2018年06期）
马树军,玄航,孙嘉蔚,杨磊[7]（2018）在《在非黏性流体域中微悬臂梁振动的建模与仿真》一文中研究指出借用欧拉-伯努利梁理论推导并计算出微悬臂梁在真空中的共振频率,根据非黏性理论经典模型分别计算出微悬臂梁在不同密度的流体中的共振频率.然后在有限元软件ANSYS(16.0)仿真环境下,采用solid45-fluid30和shell63-fluid30两种单元组合建立微悬臂梁在流体域中的叁维模型并进行模态分析.最后将仿真结果与相关研究者已发表的实验与理论数据进行对比,在此基础上通过实验来验证新型有限元模型的正确性.通过有限元和实验的方法进一步验证了非黏性流体的密度是影响微悬臂梁共振频率变化的主要因素.(本文来源于《东北大学学报(自然科学版)》期刊2018年09期）
张飞,薛长国,唐毓,张涛,胡业林[8]（2018）在《基于微悬臂梁传感器的微弱风力检测系统设计》一文中研究指出针对现有技术对微弱风力检测困难的问题,搭建基于微悬臂梁传感技术的微弱风力检测系统并实现微弱风力检测。传感器平台使用光纤耦合激光器作为光源,对微悬臂梁自由端进行照射。由微弱风力导致的微梁自由端的微小位移经过光杠杆原理放大,通过四象限探测器感光表面上的光斑相对位置实现对微弱风力的检测。利用编写的Lab VIEW程序进行数据采集控制,并实时显示微悬臂梁偏转位移曲线。实验结果表明:微悬臂梁的偏转位移和风力具有较好的线性关系,系统3倍噪声对应的风力约为1.5×10~(-4)N,风力检测结果的平均标准差为6.7×10~(-9)N,实验数据具有较高重复性。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2018年07期）
耿新宇,宋云鹏,傅星,吴森[9]（2018）在《改进型微悬臂梁弹性常数标定系统》一文中研究指出微悬臂梁作为原子力显微镜中感受微观力的关键元件,其法向和横向弹性常数的可溯源测量是微观力准确定量的前提。受微电子加工工艺的限制,微悬臂梁形状参数与其法向弹性常数无法准确标定,其横向弹性常数更是缺少广泛认可的标定方法。在天平法的基础上对标定系统进行了改进设计,超精密电磁天平与光杠杆结构的结合,能够准确测量微悬臂梁弯曲量及所受作用力,提高了法向弹性常数的准确度。设计了微孔样片和倾斜加载方式,实现了横向弹性常数的间接测量。基于本系统分别对3种商用微悬臂梁的法向或横向弹性常数进行了标定,并采用基于扫描电镜的尺寸参数法比对测量,实验结果重复性好、相对偏差小。研究结果表明该校准系统和方法可作为微悬臂梁弹性常数标定的参考方法。(本文来源于《传感技术学报》期刊2018年06期）
牛晓燕[10]（2018）在《微悬臂梁阵列传感系统设计与实现》一文中研究指出微悬臂梁传感器是在原子力显微镜技术上发展起来的,原子力显微镜(AFM)的出现导致微悬臂梁作为一种能够检测许多生物、化学和物理现象的传感器。其因具有灵敏度高,响应速度快和非标记等优点得到了广泛应用。利用微梁传感平台进行相应的传感检测研究是当前微纳传感技术研究的新热点。目前微梁传感器的研究都向着大尺度、高通量以及实时测量等方向发展,因此需要能够完成对多试样测量的平台以达到检测目的。本文以微梁传感技术为基础,通过对国内外微梁传感系统平台以及微梁传感的光学读出检测方式等进行探究,提出本文的探究方案并开展相关探究工作。在确定采用光学读出方式之后,为实现激光束空中变向的目标,本文提出利用转动方式实现对阵列微梁的扫描检测。通过转动台不同位置上平面镜的反射,使激光束依次通过平面镜下方的通光孔垂直反射到微梁阵列尖端,利用光杠杆原理将微梁尖端纳米量级的位移进行放大,再通过光电位置敏感探测器对位移信号进行时序检测,利用转动台的转动实现系统循环扫描,从而实现对各微梁上产生的信息进行实时监测。本文首先介绍微梁传感器及其作为检测手段的发展历程,其中,对已有的采用光学方式读出阵列微梁系统的现状及趋势进行介绍,总结采用旋转方式实现对阵列微梁扫描进行传感检测这一研究项目设计思想的来源。在上述工作基础上,进一步对旋转扫描阵列微梁的传感检测系统的实验方案加以探讨,对其工作原理、结构设计方案的优化以及相关研究进行阐述。本文对以转动方式扫描微梁阵列进行传感检测系统中的数据采集和处理部分,利用Labview软件平台实现,并对数据采集系统中的各个模块功能进行了介绍。以上各环节完成后,本文通过对所搭建的微梁传感系统进行了稳定性测试,之后验证不同温度下的阵列信号是否具有一致性,最后开展了光响应测试,验证了转动扫描阵列微梁进行检测的传感系统设计的合理性与可操作性。(本文来源于《安徽理工大学》期刊2018-06-07）
微悬臂梁论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
动态微悬臂梁传感器作为一种高性能的传感器,已经得到了广泛的研究和应用。本文的主要目的是设计并搭建动态微悬臂梁阵列传感器,并利用其对微小质量和氮气流速进行检测。微悬臂梁阵列由外部独立的压电驱动器进行驱动并使其达到共振,该种驱动方式不需要特制的微悬臂梁,且外部压电驱动器的驱动能力和尺寸可根据需要进行选择。本文采用光学方法对微悬臂梁传感信号进行检测,仅使用一个激光器实现对微悬臂梁阵列的扫描,该种方式能够克服多个激光器对微悬臂梁阵列照射时,每根梁的自由端激光强度或光斑大小不一致的问题。利用光杠杆原理将微悬臂梁自由端的偏转信号进行放大,并使用位置敏感探测器接收微悬臂梁反射的光信号。位置敏感探测器易受环境光影响,故在传感器外部增加遮光壳体,并在上位机程序中增加滤波程序减少环境光对实验结果的影响。本文在动态模式下,为降低对数据采集模块采样频率的要求,以及降低上位机程序复杂度,仅对与微悬臂梁平行方向的位置敏感探测器坐标轴信号以及驱动信号进行采集,减少数据采集所需通道,进而降低了对数据采集模块采样频率的要求,并方便上位机程序编写及进行数据分析处理。本文对驱动信号进行采集的目的是以驱动信号频率代替微悬臂梁振动信号频率,减少环境因素对微悬臂梁共振频率分析的影响。本文上位机程序采用图形化程序编辑软件LabVIEW进行编写,该软件具有丰富的信号分析与处理模块,方便程序编写,节省开发时间。本文利用动态微悬臂梁阵列传感器,实现了动态模式下对微小质量进行检测,以及动态模式和静态模式下对氮气流速的大小及分布进行检测。动态模式下的微小质量检测灵敏度约为1.03Hz/pg,静态模式最小可检测氮气流速约为2.24m/s,动态模式最小可检测氮气流速约为0.32m/s,动态模式检测结果优于静态模式。实验结果表明微悬臂梁共振频率随着自由端质量的增加而减小,随着其自由端上方气体流速的增大而增大,且当微悬臂梁距离氮气出气管口越近共振频率越大,偏转位移越大。本文通过实验验证了搭建的动态微悬臂梁阵列传感器作为微小质量和气体流速检测平台的可行性。图[57]表[1]参[83]
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微悬臂梁论文参考文献
[1].周鹏,王大志,石鹏,赵奎鹏,姜重阳.不锈钢基压电厚膜微悬臂梁传感器的制作与测试[J].机电工程技术.2019
[2].张飞.动态微悬臂梁阵列传感器的设计与研究[D].安徽理工大学.2019
[3].谌成渝.腔光力系统中微悬臂梁参量压缩的实验研究[D].中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所).2019
[4].李诚.基于微悬臂梁阵列传感器的光响应检测系统设计[D].安徽理工大学.2019
[5].赵亮.基于矩形薄板微悬臂梁的超微粒子质量和位置识别研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[6].芦非,孔胜利,袁艳琪.静电驱动微悬臂梁静态吸合特性的尺寸效应研究[J].机械强度.2018
[7].马树军,玄航,孙嘉蔚,杨磊.在非黏性流体域中微悬臂梁振动的建模与仿真[J].东北大学学报(自然科学版).2018
[8].张飞,薛长国,唐毓,张涛,胡业林.基于微悬臂梁传感器的微弱风力检测系统设计[J].传感器与微系统.2018
[9].耿新宇,宋云鹏,傅星,吴森.改进型微悬臂梁弹性常数标定系统[J].传感技术学报.2018
[10].牛晓燕.微悬臂梁阵列传感系统设计与实现[D].安徽理工大学.2018
论文知识图
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