基于界面張力的微力測量裝置的研制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,微小力值的計量廣泛應(yīng)用于在醫(yī)學(xué)、制造加工、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。因此,研究微小力值的測量具有非常重要的意義。隨著表面化學(xué)的發(fā)展及觀測手段的提高,荷葉的“自清潔效應(yīng)”逐漸被人們所認(rèn)知,這為超疏水表面的人工制備奠定了基礎(chǔ),進(jìn)而促進(jìn)了超疏水表面的實際應(yīng)用。通過計算發(fā)現(xiàn):室溫下的水滴將對直徑為毫米級別的聚丙烯小球產(chǎn)生大小為毫牛級別的界面張力。本文采用一種新的設(shè)計思路,利用界面張力實現(xiàn)微力的測量。主要工作和結(jié)論如下:
 

2、 (1)通過分析界面張力產(chǎn)生的原因,研究了小球與液滴的相互作用機(jī)理,以及查閱文獻(xiàn)和公式推導(dǎo)得出了液滴對小球界面張力的計算公式;并選擇了一種合適的方法進(jìn)行超疏水表面的制備;初步設(shè)計出簡單的機(jī)械裝置,完成各零件的加工,組裝裝置的初級模型,并進(jìn)行初步的拉伸實驗;進(jìn)行圖像處理,分析微力測量裝置設(shè)計的合理性。
  (2)根據(jù)裝置的工作原理及工作特點,對相應(yīng)的零部件進(jìn)行重新設(shè)計、加工并裝配;選擇合適的控制單元、驅(qū)動機(jī)構(gòu),對運(yùn)動機(jī)構(gòu)的工作精度進(jìn)

3、行校正;選擇合適的工業(yè)相機(jī);進(jìn)行圖像處理程序的優(yōu)化。
  (3)通過實驗測量懸臂梁彈性系數(shù),并選取合適的懸臂梁進(jìn)行后面的實驗驗證,提出了一種測量懸臂梁彈性系數(shù)的新方法;測量出水與小球接觸角的大小并分析其合理性;用已知彈性系數(shù)的懸臂梁驗證裝置測量的精確度,并分析不同拉伸速率下的實驗結(jié)果,得出在較低的拉伸速率下可以精確測量出懸臂梁的彈性系數(shù);進(jìn)行細(xì)絲的拉伸實驗,通過分析實驗結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)目前的裝置并不能進(jìn)行細(xì)絲力學(xué)性能的測量,其原因是小

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