具有原位力学测试和长度计量功能的AFM测头的研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 目录 | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第9-19页 |
| 1.1 引言 | 第9-10页 |
| 1.2 纳米力学测试发展概况 | 第10-17页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第14-16页 |
| 1.2.3 国内外现有纳米力学测试方法的主要问题 | 第16-17页 |
| 1.3 课题研究的意义和主要内容 | 第17-19页 |
| 1.3.1 课题研究的意义 | 第17页 |
| 1.3.2 课题研究的主要内容 | 第17-19页 |
| 第二章 AFM 测头总体设计 | 第19-24页 |
| 2.1 AFM 测头 | 第19-20页 |
| 2.2 检测光路 | 第20-21页 |
| 2.3 带位移传感器的驱动单元 | 第21-23页 |
| 2.4 测头电控系统总体设计 | 第23-24页 |
| 第三章 精密驱动单元机械设计 | 第24-37页 |
| 3.1 柔性铰链的力学特性 | 第24-29页 |
| 3.1.1 常见柔性铰链及其力学特性分析 | 第24-29页 |
| 3.2 柔性铰链机械结构的有限元仿真分析 | 第29-30页 |
| 3.2.1 ANSYS 有限元分析步骤 | 第29-30页 |
| 3.2.2 柔性铰链的 ANSYS 仿真分析 | 第30页 |
| 3.3 柔性铰链的设计 | 第30-37页 |
| 3.3.1 柔性铰链设计指标 | 第30-31页 |
| 3.3.2 柔性铰链材料的选择 | 第31页 |
| 3.3.3 压电陶瓷 | 第31-32页 |
| 3.3.4 平行板柔性铰链机构 | 第32-36页 |
| 3.3.5 柔性铰链的加工工艺 | 第36-37页 |
| 第四章 AFM 测头控制电路设计 | 第37-55页 |
| 4.1 测头测控系统总体设计 | 第37-38页 |
| 4.2 环形电容传感器及信号调理电路 | 第38-46页 |
| 4.2.1 环形电容传感器设计 | 第38-40页 |
| 4.2.2 电容传感器的位移测量电路 | 第40-46页 |
| 4.3 压电陶瓷驱动电路设计 | 第46-47页 |
| 4.4 数字部分电路设计 | 第47-50页 |
| 4.4.1 MSP430 单片机电路设计 | 第47-48页 |
| 4.4.2 DA 转换电路设计 | 第48-49页 |
| 4.4.3 AD 转换电路设计 | 第49-50页 |
| 4.5 软件程序设计 | 第50-53页 |
| 4.5.4 测头控制程序总流程图 | 第50-51页 |
| 4.5.5 压电陶瓷控制程序设计 | 第51-52页 |
| 4.5.6 传感器信号采集 | 第52-53页 |
| 4.6 通讯协议和上位机界面 | 第53-55页 |
| 第五章 AFM 测头标定 | 第55-59页 |
| 5.1 实验装置 | 第55-56页 |
| 5.2 AFM 测头的线性和灵敏度标定 | 第56-57页 |
| 5.3 测头的分辨力标定 | 第57-59页 |
| 第六章 AFM 测头应用实验 | 第59-65页 |
| 6.1 常用微悬臂梁弹性常数标定法 | 第59-60页 |
| 6.1.1 参考梁法 | 第59-60页 |
| 6.1.2 天平测力法 | 第60页 |
| 6.2 微悬臂梁弹性常数标定实验 | 第60-65页 |
| 第七章 总结与展望 | 第65-67页 |
| 参考文献 | 第67-70页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第70-71页 |
| 致谢 | 第71页 |
