【摘要】：三維流速傳感器在海洋流速測(cè)量中扮演著很重要的角色,對(duì)其標(biāo)定需要μN(yùn)級(jí)的穩(wěn)定微力,現(xiàn)有的力標(biāo)定技術(shù)難以滿足標(biāo)定要求。本論文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“可測(cè)上升流的三維瞬時(shí)海流傳感器的研究”(No.41076061)為背景,研制出一種基于柔性鉸鏈的微力發(fā)生裝置以標(biāo)定三維流速傳感器。 本文首先構(gòu)建了微力傳感器標(biāo)定系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上提出了一種基于柔性鉸鏈的微力發(fā)生裝置。此裝置運(yùn)用二級(jí)杠桿的力縮小原理來(lái)縮小現(xiàn)有砝碼力,采用準(zhǔn)對(duì)稱方式減小了側(cè)向耦合誤差,同時(shí)通過(guò)差動(dòng)的方式增大了輸出端位移；運(yùn)用柔性鉸鏈作為支撐并傳遞力和位移,對(duì)微力發(fā)生裝置進(jìn)行受力分析,建立裝置的力學(xué)模型。通過(guò)理論分析和參數(shù)化處理,得出理論上力縮小倍數(shù)；建立微力發(fā)生機(jī)構(gòu)模型,運(yùn)用有限元軟件對(duì)裝置的連接桿、過(guò)渡桿、二級(jí)杠桿的長(zhǎng)度、寬度、高度及支撐鉸鏈和連接鉸鏈的最小厚度進(jìn)行了優(yōu)化分析,找出了各結(jié)構(gòu)參數(shù)與最大輸出位移及力縮小倍數(shù)之間的關(guān)系。在優(yōu)化分析后得到各結(jié)構(gòu)的最佳參數(shù),并對(duì)優(yōu)化后的微力發(fā)生裝置進(jìn)行了有限元計(jì)算,得出優(yōu)化后的力縮小倍數(shù),建立了最終的傳感器標(biāo)定模型。結(jié)果表明該裝置能夠產(chǎn)生微牛級(jí)力,滿足設(shè)計(jì)要求。此裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,可廣泛運(yùn)用于各種需要加載垂直微力的場(chǎng)合,有良好應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P716.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653565