摘要：在基于静电场原理的微纳力值测量系统中,力值的传递与转化机构起着至关重要的作用。选择平行四边形柔性铰链机构作为其弹性元件,以实现10-6N量级的力值测量。分析了柔性铰链的数学模型,研究了其静态与动态刚度;根据系统要求确定了柔性铰链的目标刚度,并采用有限元方法对其进行优化设计和模态分析;分析了加工精度对铰链刚度的影响。将该铰链用于微力测量系统中,通过实验给出了刚度测试结果和力值测量结果,实验表明,该平行四边形柔性铰链满足微力测量系统对10-6N量级的力值测量要求。

摘要：为不用示踪剂,测量各类药液雾滴沉积量,基于电阻桥式微力传感器,设计雾滴沉积量快速测量系统。标定试验表明,采样盒中雾滴沉积量与传感器输出电压成线性关系,决定系数达到0.999,在此基础上,建立计算模型。通过选择高精度传感器、杠杆对微力放大、减小摩擦阻力和优化软件设计,系统分辨率可达到0.003 3 mg/cm^(2)。系统与示踪剂法对比试验表明,水平面上和竖直面上相对误差为分别为5.13%和6.13%,有较高的测量精度。外界因素对测量的影响试验结果表明:环境温度、风速、采样液蒸发和农药种类等因素对测量精度影响较小。系统可为喷雾规律研究,提供高效测量方法,有较好应用前景。

摘要：介绍了一种正在探索的基于扭转杠杆原理的微力测量及溯源技术,并应用弯曲扭转梁的有限元模型分析了扭转杠杆的变形,初步确定了测量方案的误差来源,而后通过对扭转杠杆的应力与灵敏度的计算,分析出各项参数对其分辨力的影响,同时推导得出扭杆的扭转弯曲比,及其对系统测量误差的影响,给出设计及改进方向,并通过实验验证其理论分析结果。

摘要：设计了一种微力测量装置,其能测量水面滑行昆虫腿部在水面的承载力;该装置包括微力测量与进给运动控制两部分,微力测量选择微量分析天平完成,其精度为0.1μN;伺服控制系统由S3C2410与驱动电路等组成;采用模糊PID控制器,控制交流伺服电机驱动丝杠螺母副;微量分析天平与伺服控制系统通过RS-232C与上位微机串行通讯;经试验测定,该装置的最小直线进给速度为1mm/min,能够满足测量要求。

摘要：压阻式力传感器常被用作工业机器人手指接触力传感器,为准确测量微小力与力矩,设计并测试了一种用于六自由度微力测量的微压阻式力传感器。该传感器由传力支柱、软半球盖、力-力矩传感结构和Wheatstone电桥四部分构成。采用有限元方法分析了各方向上施加力时应力的分布情况,由此确定了压敏电阻的位置分布。采用光刻、掺杂、深反应离子刻蚀和键合等微细加工工艺制备微压阻式力传感器的力-力矩传感结构(2 mm×2 mm×0.5 mm)。测试结果表明:传感器的量程为0~875 mN,z方向上的力Fz灵敏度为0.14 mV/mN,y方向上的力矩My灵敏度为1.76 mV/N·μm,x方向上的力矩Mx灵敏度为1.66 mV/N·μm,力-力矩传感结构相互间的串扰≤5%,并且施加的力与输出电压呈线性关系。该传感器具有体积小、灵敏度高和可靠稳定的特点。

摘要：针对微操作/微装配系统中夹持力和装配力微小、不易感测,且微器件易变形、断裂等问题,设计一种基于宏弯损耗原理的光纤微力传感器,用于微力传感。建立了光纤微力传感器测量微小力的传感方程,仿真研究了微力传感器结构参数对传感性能的影响,并通过测试验证了理论模型的正确性。结果表明:基于宏弯损耗的光纤微力传感器可实现微小力的绝对测量,并且可以通过优化光纤微力传感器的结构参数,实现分辨率和测量范围的调整。文中研制的光纤微力传感器,分辨率可达6 mN。