基于弯曲测试技术的纳米梁厚度的精密测量

针对广泛应用的扫描电镜和台阶仪在测量纳米厚度时存在的破坏性和近似性等局限性,提出了一种基于弯曲测试技术实现纳米梁厚度精密测量的方法.该方法的核心思想是悬浮结构在载荷的作用下产生初始弯曲直至其下表面与衬底接触的过程中形成的载荷-位移曲线会出现斜率明显不同的两个直线段,其交点代表了悬浮结构下表面与衬底之间的初始接触,由此可测量出该悬浮结构下表面与衬底之间的间隙,从而间接得到结构的厚度值.分别采用原子力显微镜(AFM)和纳米压痕仪作为测试平台对单晶硅固支纳米梁进行了厚度测量,两种测量仪器得到了一致性较好的测量结果.讨论了测量随机误差、系统误差以及数据计算误差等对测试结果的影响和相应的误差降低方法.

单目三维视觉测量技术研究进展

单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今呈现出精准化、快捷化、微型化、自动化、动态化等发展趋势。以孔径数量为标准,将单目三维视觉测量技术分为单孔径及多孔径两大类,分别综述两类方法的研究现状和发展历程,重点论述了应用较广的运动恢复结构法(Structure From Motion,SFM)和光场三维测量方法,并对单目三维视觉测量技术的未来方向进行了展望。

一种MHD角振动传感器动态本底噪声无偏高效测试方法

目前,磁流体动力学(MHD)角振动传感器动态本底噪声测试尚无统一方法,难以有效开展测试。首先,针对双通道和三通道方法系统误差不明确的问题,推导了两种方法的系统误差,指出了方法的适用条件;然后,针对双通道方法存在系统误差、三通道方法系统结构复杂的问题,提出了一种基于最小二乘的传感器动态本底噪声无偏高效测试方法,证明了所提方法不存在系统误差;最后,实验对比了三种方法的测试效果。结果表明,所提方法能够在时域和频域上准确分离传感器的动态本底噪声;相比双通道和三通道方法,所提方法的平均相对误差最小,分别为7.2%和3.7%;测试系统所需资源少、结构简单而且易于实现,满足MHD角振动传感器动态本底噪声的测试需求。

大量程浊度测量的散射角实验研究

浊度对于评价水体质量具有重要的意义。针对90°散射法在高浊度范围测量误差大、分辨率低的问题,提出了一种135°散射大量程浊度测量方法。由于散射相位函数与散射角密切相关,实验研究了散射角的浊度测量适应性。通过多项式拟合阶次分析发现,在100 NTU~2000 NTU范围内单一散射条件下,135°散射法具有更大的量程范围。经过实验标定,分段线性拟合的R^(2)结果分别为0.99(100 NTU~800 NTU),0.98(800 NTU~1500 NTU)和0.99(1500 NTU~2000 NTU)。实验证明,135°散射法可以扩大浊度测量范围,改善高浊度范围内测量精度。

分布式光纤测温技术的研究进展

拉曼光时域反射技术(R-OTDR)作为如今热点的分布式光纤传感技术之一,具有米级的空间分辨率,可用于精确测量数十公里的温度场,具有广泛的应用前景。该文将对R-OTDR技术的原理和系统结构进行分析,浅析R-OTDR技术的研究进展,介绍R-OTDR技术的工程运用,最后对R-OTDR技术进行总结和展望。

精密实验平台的非线性摩擦建模与补偿

非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。

短距离无线通信技术及其在仪器通信中的应用

无线通信技术以其明显的优势显示出强劲的发展势头,回顾无线通信技术的发展历程,显示出多样化竞争的发展态势,但标准之争使应用者选择困难。以nRF905模块为例,探讨无线通信技术在仪器通信上的应用,为实现仪器间无线通信提供一个实用范例。

MEMS动态测试技术

阐述了基于频闪成像、计算机视觉和干涉测量的MEMS动态测试技术、基于激光多普勒测振的MEMS动态测试技术以及基于其他原理和方法的MEMS动态测试技术等的测试原理、测试方法与研究现状,指出了MEMS动态测试技术进一步的研究方向。

基于机器微视觉的微结构平面运动测试技术

为了对MEMS的微结构平面运动特性参数进行提取和分析,基于机器微视觉构建MEMS动态测试系统,提出模糊图像合成技术.在连续光照明下获取微结构运动图像,利用光学检测方法增强模糊特征带,引入亚像素定位技术提取特征结构边缘,最终获得微结构的平面运动特性参数.实验结果表明,该系统测量误差小于100nm,具有较好的测量重复性精度.与现有系统相比,该系统测量原理简单,实现方便,且能满足微结构的测试需求.

数字散斑相关技术在微结构平面运动测试中的应用

微结构是微器件或微系统的基本组成部分,对其运动特性的测试有助于对器件或系统的性能和稳定性进行评价.为此,针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列,对数字散斑相关技术应用于微结构平面运动特性测试的实现方法进行了探讨,采用梯度法实现全局刚性位移的精确测量,并作为牛顿迭代法的初值进行区域变形量的提取,具有较高的计算效率.SiCRF微谐振器平面运动特性测试实验表明,微结构平面刚性位移测量的分辨率和偏差分别能够达到1/100像素和1/20像素,区域变形信息提取的有效性也得到了初步验证.

显微干涉技术在MEMS动态测试系统中的应用

系统采用了显微干涉技术 ,利用Mirau显微干涉仪配合频闪照明系统实现了对MEMS器件动态特性的测量 ,测量过程采用了光学干涉的非接触方法 ,因此不会对器件产生损坏。系统采用了改进的相移算法 ,抑制了相移器误差以及探测器带来的非线性误差 ,提高了测量精度。利用本系统测量了微结构上多点处的振幅 。

基于机器微视觉的MEMS平面微运动测试技术(英文)

随着微电子机械系统(MEMS)研究的深入和产业化的需求,检测技术在MEMS中的重要性越来越大。基于机器微视觉原理组建MEMS动态测试系统,在此系统之上,提出模糊图像合成技术对MEMS器件的平面微运动特性如谐振器的运动幅度、谐振频率等重要参数进行了测试,给出了测量结果,并对测试结果进行了分析和讨论。

基于近景数字摄影的坐标精密测量关键技术研究

研究了基于数字近景摄影原理的三维坐标精密视觉测量方法,可用于工业现场大尺寸范围内的坐标测量。对其核心技术,即数字成像器件高精度模型及标定、成像器件空间精密定向、高精度亚像素图像处理算法以及光学编码与精密测头技术,进行了深入的讨论,给出了原理和实现思路,为工业现场数字近景摄影三维坐标精密测量系统的设计提供了理论依据。

虚拟仪器技术在线检测控制滴灌管生产线

采用非接触式高精度电容测微仪和虚拟仪器技术软件平台LabView对滴灌管生产线进行自动测量和控制.高精度电容测微仪将被测几何量信号转换为电压信号,并通过A/D采集板将电压信号传入计算机,然后利用LabView软件中的虚拟仪器、虚拟噪声、虚拟滤波、虚拟信号处理等模块对真实生产线进行实时仿真,直到得到理想的测量和控制结果.虚拟仪器技术具有友好的用户操作界面,操作简单,同时大量节约了试验成本,有效地排除噪声干扰,结合高精度电容测微仪的厚度信号采集系统,充分满足了生产线的检测和控制要求.

光电测试技术在液体检测中的应用

液体检测涉及到多方面的内容,介绍基于光电测试技术的光谱液滴分析仪在液体检测中的具体应用.一方面从光学角度出发,在被测液体形成液滴的过程中,利用光纤从液滴内部探测液体的光学特性,获取经过液滴的光强信号随液滴生长变化的规律;同时运用流动比色装置和微型光纤光谱仪,在液滴形成过程中采集被测液体样品的光谱数据.另一方面利用液体的电学特性,对被测液体的液滴生长过程中的电学量进行监测,得到液滴的瞬时体积信息.最终得到反映液体综合特性的液体三维指纹图.结合实验说明液体的三维指纹图可以作为鉴别液体的依据,同时具有测量液体物理、化学特性参数的潜力.

新型便携式线缆快速测试技术的研究

线缆测试是电气柜线缆安装过程中十分重要的环节,现有的一些线缆测试手段往往难于满足电柜线缆快速测试的要求。本文根据国内外线缆测试技术的发展及生产企业的实际要求,以单片机和CPLD为核心,研究新型的便携式线缆测试技术,建立测试系统,实现了对线缆的连通性能(通断、短路、错接)实时、高效、准确的测试。

基于模糊图像合成技术的MEMS平面微运动测试技术

随着微电子机械系统 (MEMS)研究的深入和产业化的需求 ,检测技术在其中的重要性越来越大 .基于机器微视觉的MEMS动态测试系统 ,利用模糊图像合成技术对MEMS的平面微运动特性参数进行提取和分析 .利用图像处理方法对MEMS谐振器做扫频和扫压测量 ,获得了MEMS器件的平面微运动特性 ,并对测量结果进行了分析和讨论 .由实验结果可以看出 ,这种方法有较高的测量精度 ,测量重复性误差为 10 0nm .

基于虚拟测试技术的高精度温度测控系统

为了获得更高的测量精度和最小的测量不确定度 ,在进行纳米级测试任务过程中 ,人们需要对环境进行更严格的测试及控制 ,如空气压力、湿度、温度、振动等。其中温度的测量和控制对纳米级精度的测量来说 ,是至关重要的。

导电高聚物常用分析测试技术

简单介绍导电高聚物结构与性能表征的几种常用方法,对每种方法的原理和特点进行说明,并展示利用电化学聚合法和扫描电镜所作的部分工作。