基于全柔性機構(gòu)的微機械力學性能測控系統(tǒng)研究.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MicroelectromechanicalSystems，簡稱MEMS)是一門新興的綜合性科學，正日益受到廣泛重視，并在精密加工、國防、航空航天等領(lǐng)域廣泛應用。MEMS材料的機械力學性能對于其功能實現(xiàn)、性能提高等方面有很大的影響。研究微材料機械力學性能的測試方法是解決MEMS設(shè)計、制造、質(zhì)量控制與評價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了能正確測得微機械力學性能，必需研制一種能適應MEMS材料的多種力學性能的測試儀器。測控系統(tǒng)是微材料力學性能測

2、試儀系統(tǒng)重要的組成部分，為滿足系統(tǒng)對微弱信號采集與處理的要求，本文設(shè)計了一種具有高精度、高可靠性的通用測控系統(tǒng)硬、軟件結(jié)構(gòu)。 基于全柔性機構(gòu)的MEMS材料力學性能測試儀主要由精密定位子系統(tǒng)(包括機械本體和驅(qū)動電源)、試件夾持子系統(tǒng)、載荷/位移測量子系統(tǒng)和測控子系統(tǒng)四部分組成。測控系統(tǒng)是MEMS材料力學性能測試儀系統(tǒng)重要的組成部分。 本文所設(shè)計的測控子系統(tǒng)以DSP為的中央處理器，實現(xiàn)信號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)換器應用于數(shù)據(jù)采集和模擬輸出模塊，并通過高速的PCI總線方式與上位機進行通訊。本文針對測控子系統(tǒng)展開了如下研究： (1)簡要介紹了MEMS材料力學性能測試的現(xiàn)狀和重要性。 (2)對MEMS材料力學性能測試儀進行了整體性介紹，并著重說明測控系統(tǒng)的功能與特點，提出了測控系統(tǒng)的設(shè)計方案。 (3)根據(jù)測控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，分析了各個組成模塊的設(shè)計方法與設(shè)計要點，包括DSP最小系統(tǒng)的設(shè)計、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計、數(shù)