一种基于压电薄膜的三维谐振触发测头系统设计

【摘要】近年来，随着超精密加工和微细加工技术的广泛应用，微型机械、超精密光学器件、MEMS等越发趋于微型化，传统的三坐标测量机(CoordinateMeasuringMachining,CMM)已满足不了这些微小器件和微位移量的测量精度要求，因此研制新型微纳米CMM成为了当下新的发展趋势。作为微纳米CMM三维测量技术核心的三维测头触发定位技术逐渐成为国内外研究的热点和难点问题。针对微纳米CMM中三维纳米测头的研究瓶颈，提出了一种与现有机械接触式测头和光学非接触式测头工作原理完全不同的、可达到纳米/亚纳米量级触发分辨率的新型谐振测头。该测头利用PVDF压电薄膜的压电特性和其谐振参数对微小作用力的高敏感性，与一体式光纤微测杆测球相结合构建成了基于PVDF压电薄膜的三维谐振触发测头。由该测头与三维纳米定位平台、数据处理及反馈控制系统相结合构建成了三维谐振触发测头系统。本文对这种新型谐振测头的构建模型、结构及性能进行了阐述，并对整个系统的搭建、调试进行了详细介绍，最后对整个三维谐振触发测头系统进行了噪声水平、三维触发定位曲线、三维重复性等相关的测试实验。实验结果表明，在x、y、z三个方向的触发分辨率都达到了亚纳米量级，分别为0.12nm、0.10nm、0.12nm；三维重复性误差分别为26nm、36nm、10nm。实验结果证实了新型三维谐振触发测头系统的有效性。
【作者】李志渤；
【导师】黄强先；
【作者基本信息】合肥工业大学，精密仪器及机械，2014，硕士
【关键词】微纳米三坐标测量机；三维纳米测头；PVDF薄膜；三维谐振触发测头；

【参考文献】
[1]孙海雁.胶体晶体衍生三维结构的水凝胶辅助解离及光学性能研究[D].北京交通大学,2014.
[2]黄镜友.粘土矿与生活[J].国土资源导刊.2005(02)
[3]蒋毅.体育游戏干预对大学生体育锻炼态度影响的实验研究[D].华东交通大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[4]王俊杰.现代俄语中的委婉语[D].吉林大学,俄语语言文学,2004,硕士.
[5]应佳鑫.留学生动词重叠带宾语情况考察[D].复旦大学,对外汉语教学,2012,硕士.
[6]谭华青.大学生的消费决策风格及其与人格的关系研究[D].江西师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[7]郑庆伟.浙江省毒理学会第一届学术年会暨食品药品与人类健康论坛在浙江大学召开[J].农药市场信息,2014,15:51.
[8]太玉.跆拳道运动对大学生自信心与耐挫力的影响研究[D].首都体育学院,运动训练,2013,硕士.
[9]高会晓.纤维和纳米炭黑对GFRP筋与混凝土粘结性能影响[D].大连理工大学,结构工程,2013,硕士.
[10]余志良.大型焊接卷筒强度及稳定性分析[D].华东交通大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[11]郭晓虎.黄檗宗东传日本[D].东北师范大学,世界史,2012,硕士.
[12]孙艳林.新时期以来北路梆子剧目创作研究[D].山西师范大学,戏剧戏曲学,2014,硕士.
[13]李金国.基于应用的高速网络入侵检测系统的研究与实现[D].湖南师范大学,计算数学,2004,硕士.
[14]林建丽.花生白藜芦醇合酶基因表达载体构建及黄瓜遗传转化体系的初步研究[D].福建师范大学,植物学,2004,硕士.
[15]史继康,张国芝.我国铝及铝合金电解着色技术的状况及其发展[J].轻合金加工技术.1993(03)
[16]王海艳.以对氨基苯甲酸为中心的液晶化合物的合成与表征[D].东北大学,高分子化学与物理,2010,硕士.
[17]姜莉.《镜花缘》的性别与叙事[D].陕西理工学院,中国古代文学,2013,硕士.
[18]马丛丛.中日制成成品贸易竞争性与互补性研究[D].山西财经大学,世界经济,2013,硕士.
[19]张红雨.碳纳米材料中原子扩散和化学反应的理论研究[D].山东大学,2011.
[20]刘枫.公允价值计量盈余管理及内部控制自我评价研究[D].天津财经大学,会计学,2012,硕士.
[21]石刚,刘隽,曹艳红,于飞.试样组管理在梅钢1420冷轧计算机系统中的实现[J].冶金自动化,2009,05:12-17.
[22]薛佳.贸易开放度影响中国经济增长问题的研究[D].南京大学,国际贸易学,2013,硕士.
[23]邹广绪.基于显著特征间几何关系的图书检索系统研究[D].吉林大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[24]李雯雯.档案馆数字资源长期保存问题研究[D].黑龙江大学,情报学,2012,硕士.
[25]韩周安,陈京.序贯概率比测试法(SPRT)PCM帧同步性能分析[J].电讯技术.1992(03)
[26]焦健.中国县域金融效率研究[D].复旦大学,财务管理,2012,硕士.
[27]王凌云.嘉实开放式基金营销模式和营销策略研究[D].四川大学,工商管理,2003,硕士.
[28]海娜.针对智能手机上新闻阅读的用户界面改进[D].清华大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[29]王赞.团体心理辅导改善初中生师生关系的研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[30]本报特派记者傅再军陈虎赵霞曾艳涛.无限的世界无线的海洋[N].计算机世界,2001-04-02A22.
[31]李松.XT280压铸机液压系统及其二通插装阀块特性分析[D].东北大学,机械制造及其自动化,2010,硕士.
[32]王静怡.专利侵权判定原则适用研究[D].甘肃政法学院,经济法学,2012,硕士.
[33]杨光红.中国共产党执政意识形态创新研究[D].武汉理工大学,思想政治教育,2012,硕士.
[34]陈冬赞.基于无机氧化物的核壳型功能纳米复合材料的合成及其性能研究[D].苏州大学,2012.
[35]刘胜雄.惠州市休闲农业发展对策研究[D].湖南农业大学,农村区域与发展,2012,硕士.
[36]赵亮.从感性设计视角对现代展馆室内空间布局的研究[D].长安大学,建筑设计及其理论,2014,硕士.
[37]苏毅.温度保护对神经外科手术患者体温乳酸的影响及其临床意义[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[38]郭媛媛.硅基纳米材料在生物传感和醇类燃料电池中的应用[D].苏州大学,2013.
[39]冯双生,张桂文.宅基地置换中农民权益受损问题及对策研究[J].农业经济问题,2013,12:31-39+110-111.
[40]郑晓冬.水中溶解性物质对三氯生光解的影响[D].大连理工大学,环境工程,2013,硕士.
[41]冯子亮,游志胜,王明辉,张建州,范勇.基于空间交点强度的被动式多传感器数据关联[J].控制与决策,2001,05:561-564.
[42]张雨佳.俄语石油术语的语义及其构成研究[D].黑龙江大学,俄语语言文学,2013,硕士.
[43]时雷.基于物联网的小麦生长环境数据采集与数据挖掘技术研究[D].河南农业大学,作物栽培学与耕作学,2013,博士.
[44]李翰飞.青少年羞耻感倾向与核心自我评价的关系研究[D].西南大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[45]邱兰,吕洪岭,李念武,郑明波,曹洁明,姬广斌.还原氧化石墨烯/碳纳米管/Co_3O_4三元复合材料的制备与电化学性能[J].化学研究,2013,02:128-134.
[46]邹爱美.生物富集/细胞萃取在痕量重金属分离富集及形态分析中的应用研究[D].东北大学,2008.
[47]夏滔.生态政治视阈下我国和谐社会构建研究[D].黑龙江省社会科学院,政治学理论,2013,硕士.
[48]王娣.现代田园城市市政基础设施规划初探[D].西安建筑科技大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[49]韩亚琴.西藏自治区可再生能源开发研究[D].中国地质大学（北京）,管理科学与工程,2014,硕士.
[50]石伟.TBTU促进合成杂环及酯的有机反应[D].齐鲁工业大学,应用化学,2014,硕士.