基于全柔性機(jī)構(gòu)的微機(jī)械力學(xué)性能測(cè)控系統(tǒng)研究.pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)(MicroelectromechanicalSystems，簡(jiǎn)稱MEMS)是一門新興的綜合性科學(xué)，正日益受到廣泛重視，并在精密加工、國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。MEMS材料的機(jī)械力學(xué)性能對(duì)于其功能實(shí)現(xiàn)、性能提高等方面有很大的影響。研究微材料機(jī)械力學(xué)性能的測(cè)試方法是解決MEMS設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了能正確測(cè)得微機(jī)械力學(xué)性能，必需研制一種能適應(yīng)MEMS材料的多種力學(xué)性能的測(cè)試儀器。測(cè)控系統(tǒng)是微材料力學(xué)性能測(cè)

2、試儀系統(tǒng)重要的組成部分，為滿足系統(tǒng)對(duì)微弱信號(hào)采集與處理的要求，本文設(shè)計(jì)了一種具有高精度、高可靠性的通用測(cè)控系統(tǒng)硬、軟件結(jié)構(gòu)。 基于全柔性機(jī)構(gòu)的MEMS材料力學(xué)性能測(cè)試儀主要由精密定位子系統(tǒng)(包括機(jī)械本體和驅(qū)動(dòng)電源)、試件夾持子系統(tǒng)、載荷/位移測(cè)量子系統(tǒng)和測(cè)控子系統(tǒng)四部分組成。測(cè)控系統(tǒng)是MEMS材料力學(xué)性能測(cè)試儀系統(tǒng)重要的組成部分。 本文所設(shè)計(jì)的測(cè)控子系統(tǒng)以DSP為的中央處理器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理和壓電陶瓷的伺服控制，將高分辨率

3、的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和模擬輸出模塊，并通過(guò)高速的PCI總線方式與上位機(jī)進(jìn)行通訊。本文針對(duì)測(cè)控子系統(tǒng)展開(kāi)了如下研究： (1)簡(jiǎn)要介紹了MEMS材料力學(xué)性能測(cè)試的現(xiàn)狀和重要性。 (2)對(duì)MEMS材料力學(xué)性能測(cè)試儀進(jìn)行了整體性介紹，并著重說(shuō)明測(cè)控系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)，提出了測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 (3)根據(jù)測(cè)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，分析了各個(gè)組成模塊的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)要點(diǎn)，包括DSP最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)、數(shù)