電子分析天平是一種具有高性能的精密計(jì)量?jī)x器,它將傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字電子技術(shù)、電磁學(xué)、材料學(xué)、精密機(jī)械與制造、智能信息處理等多學(xué)科融于一體,廣泛用于國(guó)防、質(zhì)量控制、醫(yī)藥、實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域。其核心部件是電磁力傳感器,由橫梁組件、位移傳感器、磁缸結(jié)構(gòu)組成。位移傳感器是對(duì)橫梁組件所產(chǎn)生的位移進(jìn)行檢測(cè),它的精度對(duì)電子分析天平的精度起到?jīng)Q定性作用,并要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。因此提高電子分析天平性能的關(guān)鍵是在一定質(zhì)量下使橫梁產(chǎn)生大的位移并對(duì)該位移量進(jìn)行高精度檢測(cè),據(jù)此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于PSD(位置敏感器件)、光杠桿與橫梁組件構(gòu)成的位移傳感器,并與電磁力傳感器構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),它可使傳統(tǒng)的電子分析天平的位移量得以進(jìn)一步放大。論文對(duì)電子分析天平的相關(guān)背景,研究現(xiàn)狀及微位移測(cè)量方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明,闡述了電子分析天平中的關(guān)鍵部分--位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)(即位移傳感器),指出本課題的研究意義及關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)對(duì)電子分析天平的結(jié)構(gòu)、種類、原理及幾種常見的位移傳感器進(jìn)行研究,提出基于PSD與光杠杠自平衡精密電子分析天平的總體設(shè)計(jì)思路并推導(dǎo)出系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。論文采用光杠桿將電子分析天平中橫梁組件的微位移量進(jìn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 電子分析天平的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微位移測(cè)量方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究主要內(nèi)容、技術(shù)路線和章節(jié)安排
第二章 電子分析天平的研究與設(shè)計(jì)
    2.1 電子分析天平的工作原理
        2.1.1 電子分析天平的總體構(gòu)成
        2.1.2 電子分析天平的分類及工作原理
    2.2 電子分析天平中位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)的研究
    2.3 基于PSD與光杠杠自平衡精密電子分析天平的設(shè)計(jì)
        2.3.1 總體設(shè)計(jì)思路
        2.3.2 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 PSD與光杠杠位移傳感器的設(shè)計(jì)
    3.1 PSD的測(cè)量原理及影響因素分析
        3.1.1 PSD的測(cè)量原理
        3.1.2 影響PSD測(cè)量精度的因素
    3.2 光杠桿法的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.1 光杠桿法概述
        3.2.2 光杠桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.3 橫梁彎曲變形特性分析
    3.3 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        3.3.1 透鏡對(duì)激光光束的變換特性分析
        3.3.2 總體設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 電子分析天平系統(tǒng)的構(gòu)建
    4.1 系統(tǒng)硬件電路構(gòu)建的總體思路
    4.2 PSD器件的處理電路設(shè)計(jì)
        4.2.1 PSD的特性參數(shù)分析
        4.2.2 PSD器件的處理電路設(shè)計(jì)
    4.3 信號(hào)處理的硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.1 PID運(yùn)算電路
        4.3.2 功率驅(qū)動(dòng)電路
        4.3.3 濾波電路
        4.3.4 溫度傳感器模塊
        4.3.5 A/D轉(zhuǎn)換模塊
        4.3.6 單片機(jī)、LCD顯示及按鍵系統(tǒng)
    4.4 系統(tǒng)軟件構(gòu)建
    4.5 本章小結(jié)
第五章 試驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    5.1 樣機(jī)搭建
    5.2 樣機(jī)的驗(yàn)證及結(jié)果分析
        5.2.1 樣機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
        5.2.2 樣機(jī)的靜態(tài)特性
        5.2.3 樣機(jī)的穩(wěn)定性試驗(yàn)及結(jié)果分析
        5.2.4 背景光對(duì)樣機(jī)的影響試驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.3 誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文主要工作
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目及發(fā)表論文



本文編號(hào)：3870683