| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-15页 |
| 1.3 课题研究目标及主要工作 | 第15-17页 |
| 第二章 系统测量原理及组成 | 第17-23页 |
| 2.1 静电力原理 | 第17-18页 |
| 2.2 电容传感器的类型选择 | 第18-22页 |
| 2.3 微力测量系统的工作原理 | 第22页 |
| 2.4 测量系统要达到的技术指标 | 第22-23页 |
| 第三章 微力测量系统中弹性敏感元件的设计与改进 | 第23-41页 |
| 3.1 弹性元件的选择 | 第23-24页 |
| 3.2 平行四边形柔性铰链刚度计算 | 第24-26页 |
| 3.2.1 静态刚度 | 第24-26页 |
| 3.2.2 动态刚度 | 第26页 |
| 3.3 选择材料 | 第26-28页 |
| 3.4 铰链的刚度及尺寸参数 | 第28-29页 |
| 3.4.1 确定刚度及尺寸 | 第28页 |
| 3.4.2 加工精度对于铰链刚度影响 | 第28-29页 |
| 3.5 柔性铰链的优化设计 | 第29-31页 |
| 3.5.1 铰链减重、减小塑性变形 | 第29-30页 |
| 3.5.2 铰链的过重保护 | 第30-31页 |
| 3.6 模态分析 | 第31-32页 |
| 3.7 铰链的差动工作方式 | 第32-35页 |
| 3.7.1 蠕变 | 第32-33页 |
| 3.7.2 差动方式消除共模信号 | 第33-35页 |
| 3.8 自重平衡铰链 | 第35-37页 |
| 3.9 簧片 | 第37-41页 |
| 第四章 电容传感器同轴度测量与电容梯度标定 | 第41-57页 |
| 4.1 内外电极轴线偏离时的电容梯度 | 第41-44页 |
| 4.1.1 偏轴对电容梯度的影响 | 第41-43页 |
| 4.1.2 偏角对电容梯度的影响 | 第43-44页 |
| 4.2 同轴度测量与调整 | 第44-52页 |
| 4.2.1 同轴度测量与调整方案硬件设计 | 第44-45页 |
| 4.2.2 亚像素边缘检测 | 第45-48页 |
| 4.2.3 微力测量系统中的同轴度测量的软件与算法设计 | 第48-51页 |
| 4.2.4 同轴度调整的精度及对电容梯度的影响 | 第51-52页 |
| 4.3 电容梯度标定 | 第52-57页 |
| 4.3.1 电容梯度标定方案设计及标定实验 | 第52-54页 |
| 4.3.2 屏蔽线及接线对电容梯度的影响 | 第54-57页 |
| 第五章 测量系统的装置搭建 | 第57-68页 |
| 5.1 装置整体介绍 | 第57-60页 |
| 5.2 测量装置分块介绍 | 第60-64页 |
| 5.2.1 铰链与内电极固定与调整装置 | 第60页 |
| 5.2.2 纳米微动台及外电极固定与调整装置 | 第60-61页 |
| 5.2.3 激光干涉仪的固定与调整装置 | 第61-62页 |
| 5.2.4 自动加载装置 | 第62页 |
| 5.2.5 相机与光源 | 第62-63页 |
| 5.2.6 数字源表 | 第63-64页 |
| 5.2.7 电容电桥 | 第64页 |
| 5.3 软件控制界面 | 第64-68页 |
| 第六章 实验与误差分析 | 第68-79页 |
| 6.1 柔性铰链的刚度测试 | 第68-69页 |
| 6.2 柔性铰链固有频率测试 | 第69-70页 |
| 6.3 微纳力值测量实验 | 第70-75页 |
| 6.3.1 质量加载测力实验 | 第70-72页 |
| 6.3.2 静电力与标准质量比对 | 第72-73页 |
| 6.3.3 真空环境内静电力发生实验 | 第73-75页 |
| 6.4 簧片测力的分辨力实验 | 第75-77页 |
| 6.5 误差来源及解决方案 | 第77页 |
| 6.6 不确定度分析 | 第77-79页 |
| 第七章 总结与展望 | 第79-81页 |
| 参考文献 | 第81-84页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85-86页 |