| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第13-33页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 | 第15-29页 |
| 1.2.1 应变式测力仪 | 第16-18页 |
| 1.2.2 压电式测力仪 | 第18-19页 |
| 1.2.3 其它传感器 | 第19-20页 |
| 1.2.4 薄膜传感器 | 第20-29页 |
| 1.3 嵌入式薄膜微传感器需解决的问题 | 第29-30页 |
| 1.3.1 课题的提出 | 第29页 |
| 1.3.2 需解决的问题 | 第29-30页 |
| 1.4 课题来源与研究内容 | 第30-33页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第30页 |
| 1.4.2 本文的主要工作 | 第30-33页 |
| 2 嵌入外圆车刀的薄膜微传感器的理论分析及有限元仿真 | 第33-67页 |
| 2.1 薄膜微传感器的工作原理分析 | 第33页 |
| 2.2 嵌入外圆车刀的薄膜微传感器的简化模型 | 第33-36页 |
| 2.3 嵌入薄膜微传感器的直头外圆车刀输出电压的理论分析 | 第36-48页 |
| 2.3.1 45°直头外圆车刀输出电压的理论分析 | 第36-45页 |
| 2.3.2 普通直头外圆车刀输出电压的理论分析 | 第45-48页 |
| 2.4 弯头普通外圆车刀输出电压的理论分析 | 第48-55页 |
| 2.4.1 刀尖受Y向力F_y时传感器的输出电压 | 第49-53页 |
| 2.4.2 刀尖受X向力F_x时传感器的输出电压 | 第53-54页 |
| 2.4.3 刀尖受Z向力F_z时传感器的输出电压 | 第54-55页 |
| 2.5 薄膜传感器的有限元仿真 | 第55-66页 |
| 2.5.1 悬臂梁结构的理论分析模型 | 第55-56页 |
| 2.5.2 有限元的仿真分析模型 | 第56-58页 |
| 2.5.3 切削力作用下薄膜微传感器S_1的输出电压 | 第58-62页 |
| 2.5.4 单向力作用下传感器S_2、S_3、S_4的输出电压 | 第62-63页 |
| 2.5.5 应变效应、压阻效应下输出电压的比较 | 第63-64页 |
| 2.5.6 扭矩对输出电压的影响 | 第64-65页 |
| 2.5.7 薄膜微传感器振动模态仿真分析 | 第65-66页 |
| 2.6 本章小结 | 第66-67页 |
| 3 薄膜传感器的影响因素分析及设计 | 第67-82页 |
| 3.1 薄膜微传感器性能的影响因素分析 | 第67-70页 |
| 3.1.1 外部因素对输出电压的影响 | 第68-69页 |
| 3.1.2 内部因素对输出电压的影响 | 第69-70页 |
| 3.2 薄膜传感器的设计 | 第70-80页 |
| 3.2.1 基底材料的选择 | 第70-71页 |
| 3.2.2 薄膜材料的选择 | 第71-72页 |
| 3.2.3 薄膜电阻栅阻值及结构尺寸的确定 | 第72-75页 |
| 3.2.4 电阻栅方案设计 | 第75-77页 |
| 3.2.5 薄膜电阻栅的横向效应分析 | 第77-80页 |
| 3.3 本章小结 | 第80-82页 |
| 4 镍铬合金薄膜传感器的制备及性能检测 | 第82-100页 |
| 4.1 薄膜微传感器的基底 | 第82-85页 |
| 4.1.1 45钢基底的制备与检测 | 第83-84页 |
| 4.1.2 Ti6Al4V基底的制备与检测 | 第84-85页 |
| 4.2 镍铬合金薄膜的制备 | 第85-92页 |
| 4.2.1 绝缘层的溅射 | 第88-89页 |
| 4.2.2 镍铬合金薄膜的溅射 | 第89-91页 |
| 4.2.3 调整电阻 | 第91-92页 |
| 4.3 镍铬合金薄膜传感器的结构尺寸及性能检测 | 第92-99页 |
| 4.3.1 镍铬合金薄膜电阻栅结构尺寸检测 | 第92-94页 |
| 4.3.2 镍铬合金薄膜电阻栅的方阻检测 | 第94-95页 |
| 4.3.3 镍铬合金薄膜微观形貌 | 第95-96页 |
| 4.3.4 镍铬合金薄膜能谱分析及微观硬度 | 第96-99页 |
| 4.4 本章小结 | 第99-100页 |
| 5 薄膜微传感器的试验验证及信号处理系统 | 第100-119页 |
| 5.1 嵌入外圆车刀的薄膜微传感器切削力测试系统 | 第100-101页 |
| 5.2 薄膜微传感器的试验验证 | 第101-111页 |
| 5.2.1 薄膜微传感器的分割 | 第102页 |
| 5.2.2 薄膜微传感器粘贴在悬臂梁上的试验 | 第102-107页 |
| 5.2.3 薄膜微传感器粘贴在外圆车刀刀杆上的试验 | 第107-111页 |
| 5.3 输出电压的对比 | 第111页 |
| 5.4 信号处理系统 | 第111-118页 |
| 5.4.1 信号调理模块 | 第112-114页 |
| 5.4.2 数模转换 | 第114-115页 |
| 5.4.3 单片机的选用 | 第115-116页 |
| 5.4.4 电源模块 | 第116页 |
| 5.4.5 流程图 | 第116-118页 |
| 5.5 本章小结 | 第118-119页 |
| 6 总结与展望 | 第119-122页 |
| 6.1 全文工作总结 | 第119-121页 |
| 6.2 主要创新点 | 第121页 |
| 6.3 展望 | 第121-122页 |
| 参考文献 | 第122-133页 |
| 攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果 | 第133-134页 |
| 致谢 | 第134页 |
