检索结果-南通市图书馆

中国科学技术大学学报 2001年第6期31卷 738-743页

作者：陈晓怀黄强先费业泰合肥工业大学精密仪器系合肥230009

对采用数学方法逼近动态测量系统传输特性的传统理论所存在的问题进行了分析 .基于全面考虑动态测量系统各误差因素的影响 ,提出包含所有误差对动态系统精度影响的广义动态测量精度模型的理论与建模方法。

关键词：广义动态误差精度模型传递链函数不确定度广义动态测量系统

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一维纳米定位控制系统

红外与激光工程 2018年第10期47卷 327-332页

作者：李瑞君赵文楷何园涛黄强先合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

研制了一套以数字信号处理(DSP)芯片为控制器的一维纳米定位控制系统。该系统主要由驱动平台、微型迈克尔逊干涉仪、DSP控制器等三个模块组成。其中驱动平台模块由线性滑轨、超声波马达HR4和驱动器AB2组成。HR4配合其专用驱动器AB2利用... 详细信息

研制了一套以数字信号处理(DSP)芯片为控制器的一维纳米定位控制系统。该系统主要由驱动平台、微型迈克尔逊干涉仪、DSP控制器等三个模块组成。其中驱动平台模块由线性滑轨、超声波马达HR4和驱动器AB2组成。HR4配合其专用驱动器AB2利用摩擦力来驱动侧面贴有陶瓷片的线性滑轨,微型迈克尔逊干涉仪用来感测滑轨的位移。基于BP神经网络的PID控制算法和迈克尔逊干涉仪的信号处理运算全部由DSP控制器完成。实验结果表明,该定位系统行程为20 mm,定位精度优于10 nm,重复定位标准偏差为7 nm。该定位系统具有系统架构简单,定位精度高等优点,可用于大行程高精度定位应用场合。

关键词：定位控制系统 DSP芯片迈克尔逊干涉仪 BP神经网络

基于高阶谐振悬臂的轻敲式原子力显微镜测量特性

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纳米技术与精密工程 2016年第3期14卷 223-228页

作者：赵阳黄强先张蕤合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009 安徽建筑大学电子与信息工程学院合肥230601

轻敲式原子力显微镜的悬臂为无限自由度系统,具有多阶谐振模态.为了提高动态原子力显微镜的测量特性,采用激励硅悬臂工作于高阶谐振模态的方法.相较于基础模态,高阶谐振悬臂的振动频率和品质因数有所提高,结合振型的不同以及光杠杆检测... 详细信息

轻敲式原子力显微镜的悬臂为无限自由度系统,具有多阶谐振模态.为了提高动态原子力显微镜的测量特性,采用激励硅悬臂工作于高阶谐振模态的方法.相较于基础模态,高阶谐振悬臂的振动频率和品质因数有所提高,结合振型的不同以及光杠杆检测法的特性,从理论上对高阶谐振模态下动态原子力显微镜的测量特性进行了分析.构建了基于高阶谐振的动态原子力显微镜系统,围绕其主要测量特性,如表面探测垂直分辨力、时间扫描速度以及阻尼特性进行了研究和测试,理论分析和实验结果均表明,相较于一阶谐振模态,二阶谐振模态下的动态原子力显微镜系统的测量特性得到了提高:二阶谐振悬臂扫描速度约为一阶谐振悬臂的3.3倍;二阶谐振悬臂的探测垂直分辨力可达到0.5 nm,远远优于一阶悬臂的0.9 nm;并且二阶谐振悬臂的品质因数远高于一阶谐振状态,降低了大气阻尼对悬臂系统的影响.

关键词：高阶谐振垂直分辨力阻尼系数扫描速度原子力显微镜

基于PVDF的三维纳米谐振触发测头及定位系统

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机械工程学报 2015年第2期51卷 1-6页

作者：李志渤黄强先史科迪韩彬余惠娟合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009

微纳米三坐标测量机(Coordinate measuring machining,CMM)是目前微纳米三维测量领域的一个研究热点,针对微纳米CMM中三维纳米测头的研究瓶颈,提出一种与现有机械接触式测头和光学非接触式测头工作原理完全不同的、可达到纳米/亚纳米量... 详细信息

微纳米三坐标测量机(Coordinate measuring machining,CMM)是目前微纳米三维测量领域的一个研究热点,针对微纳米CMM中三维纳米测头的研究瓶颈,提出一种与现有机械接触式测头和光学非接触式测头工作原理完全不同的、可达到纳米/亚纳米量级触发分辨力的新型谐振测头。利用聚偏氟乙烯(Poly vinylidene fluoride,PVDF)薄膜的压电特性和其谐振参数对微小作用力的高敏感性,PVDF薄膜与一体式光纤微测杆测球相结合构建成了基于PVDF薄膜的三维纳米谐振触发测头。该测头在z向以轻敲模式接触,在x、y向以摩擦模式接触。经过试验验证,由该测头与三维纳米定位平台、数据处理及反馈控制系统相结合构建成的三维谐振纳米触发定位系统在x、y、z三个方向的触发分辨力都达到了亚纳米量级,分别为0.12 nm、0.10 nm、0.12 nm;三维重复性误差分别为26 nm、36 nm、10 nm。试验结果证实了新型三维谐振测头及其系统的有效性。

关键词：微纳米三坐标测量机三维纳米测头聚偏氟乙烯薄膜三维谐振触发测头三维谐振触发定位系统

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多模态动态原子力显微镜系统

光学精密工程 2017年第2期25卷 401-407页

作者：黄强先张蕤刘凯赵阳张连生合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

动态原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是通过检测悬臂谐振状态的变化来对物体表面形貌进行测量的。通过对谐振状态的三种因素即振幅、相位、频率的检测,动态AFM可以分为三种工作模式,即振幅反馈、相位反馈与频率反馈模式,这... 详细信息

动态原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是通过检测悬臂谐振状态的变化来对物体表面形貌进行测量的。通过对谐振状态的三种因素即振幅、相位、频率的检测,动态AFM可以分为三种工作模式,即振幅反馈、相位反馈与频率反馈模式,这三种反馈模式有着不同的扫描特点。基于硅悬臂具有高阶谐振的特性,动态原子力显微镜可以在悬臂工作于高阶谐振状态时对物体进行扫描。综合上述工作模式研制了一套多模态动态AFM,可以在三种反馈模式、不同阶谐振状态下对物体进行扫描测量。利用该系统在不同反馈模式、不同阶谐振状态下进行了扫描测试,结果显示,系统在各模式下具有亚纳米分辨力,其中在相位反馈模式,悬臂二阶谐振时可达到最优灵敏度与分辨力,分别为17.5V/μm和0.29nm,在最优灵敏度与分辨力状态下对光栅试样进行了三维扫描,得到光栅的三维形貌图。

关键词：动态AFM 振幅反馈相位反馈频率反馈高阶谐振

基于硅悬臂高阶谐振的动态原子力显微镜的快速扫描

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光学精密工程 2014年第3期22卷 656-663页

作者：黄强先尤焕杰袁丹赵阳胡小娟合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

利用原子力显微镜(AFM)硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出了基于硅悬臂高阶谐振特性构建动态AFM来实现快速扫描的方法,并研制了可工作于一阶模态和高阶模态的AFM。介绍了高阶谐振AFM系统的基本结构和工作原理,从理论上证明了利用... 详细信息

利用原子力显微镜(AFM)硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出了基于硅悬臂高阶谐振特性构建动态AFM来实现快速扫描的方法,并研制了可工作于一阶模态和高阶模态的AFM。介绍了高阶谐振AFM系统的基本结构和工作原理,从理论上证明了利用硅悬臂梁高阶谐振特性实现快速扫描的可行性。以自制的AFM为研究对象,分析了影响动态AFM扫描速度的主要因素,对系统各模块的响应时间进行了分析、测试,并通过实验证明了AFM在二阶谐振模态下的稳定时间明显小于一阶谐振模态下的稳定时间。最后,分别用一阶、二阶谐振模态对光栅试样在同一区域的表面形貌进行了扫描测试,测试数据表明:在相同条件下,AFM的扫描速度在二阶谐振模态下约是一阶模态下的3.3倍。理论分析和实验结果证明了利用高阶谐振探针提高AFM扫描速度的可行性和有效性。

关键词：原子力显微镜(AFM) 硅悬臂梁高阶谐振扫描速度

考虑受力变形和受热变形的滚动轴承初始游隙的确定

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机械设计 1999年第9期16卷 41-43页

作者：胡鹏浩费业泰黄强先合肥工业大学精密仪器系安徽合肥230009

高精度要求的滚动轴承，其实际游隙和工作精度受热变形和装配变形的影响很大，机械设计中选择初始游隙时，通常的估算满足不了精度要求。本文运用热传导理论、弹性力学，对滚动轴承的热、力变形作了深入的理论分析，为根据轴承的实际工... 详细信息

高精度要求的滚动轴承，其实际游隙和工作精度受热变形和装配变形的影响很大，机械设计中选择初始游隙时，通常的估算满足不了精度要求。本文运用热传导理论、弹性力学，对滚动轴承的热、力变形作了深入的理论分析，为根据轴承的实际工作条件，正确确定其初始游隙、保证轴承的工作精度，提供了理论依据。

关键词：滚动轴承游隙热变形力度形精度

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微纳米三坐标测量机测头的研究进展

中国机械工程 2013年第9期24卷 1264-1272页

作者：黄强先余惠娟黄帅钱剑钊合肥工业大学合肥230009

根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振... 详细信息

根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振触发方法和触发测头。最后对微纳米三坐标测头的研究与开发趋势进行了总结和展望。

关键词：测头微纳测量微纳米坐标测量机三维测量

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动态AFM悬臂的高阶谐振特性研究及实验

仪器仪表学报 2013年第12期34卷 2647-2652页

作者：黄强先袁丹尤焕杰赵阳程真英合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009 安徽建筑大学电子与信息工程学院合肥230061

为了提高动态原子力显微镜(AFM)的灵敏度、分辨率、扫描速度等,基于硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出一种利用硅悬臂高阶谐振而进行扫描测量的高阶谐振表面测量方法,并对相应动态AFM悬臂的高阶谐振特性进行了理论和实验研究。分... 详细信息

为了提高动态原子力显微镜(AFM)的灵敏度、分辨率、扫描速度等,基于硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出一种利用硅悬臂高阶谐振而进行扫描测量的高阶谐振表面测量方法,并对相应动态AFM悬臂的高阶谐振特性进行了理论和实验研究。分析了高阶谐振悬臂的工作原理,给出了悬臂的振动方程和振型函数,从理论上证明了高阶谐振悬臂较其初级谐振模式具有更高灵敏度和更高空间分辨率;由于频率的提高,悬臂的动态测量性能明显改善。基于自制的轻敲式AFM,通过实验证实了高阶谐振现象的存在;实验测得的一阶二阶谐振悬臂的灵敏度,空间分辨率和最小可探测力梯度分别为8 V/μm,17 V/μm;1.33 nm,0.47 nm;1.80×10-7N/m,0.54×10-7N/m,实验结果与理论分析结论一致;通过二阶谐振扫描获得了光栅试样表面轮廓图,证明了该高阶谐振特性研究的正确性及利用高阶谐振特性进行扫描测量的可行性。

关键词：硅悬臂高阶谐振动态AFM 最小可探测力梯度

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亚纳米驱动分辨力的六自由度微动台

光学精密工程 2023年第13期31卷 1933-1940页

作者：黄强先程保林张弛斌张帆张连生合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室安徽合肥230009

微位移工作台是实现高精度定位的关键部件,传统的工作台自由度少且分辨力不高,不能满足应用需求,因此提出一种六自由度高精度微位移工作台结构方案并验证了其性能。在整体结构上采用“串并联混合驱动”的方式和中空结构,将六个自由度的... 详细信息

微位移工作台是实现高精度定位的关键部件,传统的工作台自由度少且分辨力不高,不能满足应用需求,因此提出一种六自由度高精度微位移工作台结构方案并验证了其性能。在整体结构上采用“串并联混合驱动”的方式和中空结构,将六个自由度的运动合理地分布在平动层,转动层和支撑层三层结构中,并设计开发了工作台的运动控制系统以及一套可搭配使用的运动控制软件。实验结果表明,X,Y,Z轴线位移分别优于20,20和37 μm,角位移行程分别优于39",33"和27";线位移分辨力均优于0.7 nm,角位移分辨力均优于0.1"。所提出的六自由度微位移工作台相比于传统工作台具有自由度多、极高分辨力等优点,有望在超精密加工,微电子制造等领域中获得广泛的应用。

关键词：微动工作台亚纳米分辨力六自由度运动控制系统