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很愤怒刚学习不久，没法学啊要考试了，急死我了这次就不告诉你们老板了，限你们赶紧弄好算了，麻木了简述光杠杆放大原理？
全部答案（共1个回答）
用手按压桌面能使桌面发生形变，设计实验进行检验：（采用的就是放大法） 用手轻按压桌面时，由于坚硬物体的微小弹性形变不容
可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为2D/b。
这个你问题分类错了
可以自己找个有车床的工厂加工一个,自己家里肯定没设备
答: 土的重度也称天然重度，它是土体的自身重力除以它的体积。有效重度也叫浮重度。 　 　　当土处于地下水位以下时，则受到水的浮力作用，单位土体积中颗粒的有效重力，由单...
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一、引　言光杠杆是测量微小位移量的主要方法之一 ,此方法在传统和现代的测量仪器都得到了广泛的应用。随着新技术、新方法不断应用到微小位移测量中 ,其测量准确度受到越来越大的挑战。本文介绍用激光技术对该系统进行改进 ,提高其测量准确度的方法。二、原装置测微小位移原理及在测量准确度方面存在的问题　　用光杠杆和尺度望远镜配合测量微小位移的装置 ,如图 1所示。当θ角很小时 ,ΔL =D2Rl[1] ,其中图 1l、D、R这些比较容易测量准的较大的量来间接地测定。上面公式在θ角较大时要进行修正 ,但在θ角较小时 ,经分析引入的误差是可以忽略的。本装置测量准确度决定于各直接被测量值的准确度。例如 ,D取 10cm用卡尺测量 ,准确度可定为 0 .2mm ,最大相对误差为千分之二 ;R用米尺测量 ,长取 2m ,准确度可定为 3mm ,最大相对误差为千分之一点五 ;而l的测量用镜尺组 ,如长度为 1cm ,最小分度为 1mm ,最大相对误差为...&
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1引言SATWE的计算参数指标中,对于普通工程而言,位移比、周期比属于最难调的,因此弄清其本质对于调模型很有必要。“高规”[1]2.1.1:高层建筑tall building,high-rise building,10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑,在实际设计中,“位移比”“抗规”、“高规”都有明确的规定,所以多层结构、高层结构应按照“抗规”、“高规”要求控制位移比,“周期比”只在“高规”中规定,对于多层结构,“周期比”可根据具体情况适当放宽。2位移比、周期比的本质探讨2.1位移比、周期比的本质位移比、周期比的本质,在于控制扭转变形。什么情况下,会容易出现扭转变形呢,x方向或y方向两侧刚度接不均匀或外部刚度相对内部刚度不合理,就容易出现扭转变形,有了扭转变形,会有哪些问题,可以用极限思维分析,首先x或y侧两端刚度分别为1、1000,显然会造成扭转变形,刚度小的那侧扭转变形很大,...&
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0.引言移动动词普遍存在于世界各语言中。从字面上理解,移动动词可定义为描述物理位置移动的动词。然而,在实际的语言应用中,移动动词常用的隐喻性用法如下:(1)a.The highway runs through the valley.b.The fence goes from Watsonville to Capitola.(Matlock a)和(1b)的主语(highway、fence)是不可移动的物体,然而,句子却使用移动动词(run、go)对其进行描述。其实,(1a)和(1b)是英语中习焉不察的语言表达。语言学家Talmy于20世纪七八十年代首先注意到这一语言现象,称之为“虚拟位移”(FictiveMotion),并对此做了系统的分类研究和深入的论述(Talmy 96,b)。虚拟位移现象不仅仅出现在英语中,世界上其他语言也存在此种特殊的用法,以汉语为例:(2)a...&
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一、虚拟位移主体及其编码凸像,是虚拟位移表达中重要的概念成分,一般用名词编码,做虚拟位移表达中的主语。虚拟位移,采用位移动词描写静态场景或空间位置,其目的是描述凸像形状特点和地理位置。所以,明确虚拟位移句中位移主体的特点十分必要。在真实位移事件中,运动主体可以是任何具有[+移动〗的语义特征的实体,如下例句:(1)The dog bounded up to him and he took the stick out ofthe dog’s mouth.(BNC语料库)(2)She vaulted over a boulder and started to jog across theplateau.(BNC语料库)(3)后来地震了,我们就跑楼下,平房去上课。(CCL语料库)(4)火车穿过山洞,向远方快速驶去。(CCL语料库)例(1)-(4)是真实位移事件表达,位移主体人、动物、火车等均具有[+移动]的语义特征。但是虚拟位移句与真实...&
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基于光杠杆原理的纳米级微位移测量系统研究
第 28 卷　第 2 期 2006 年 4 月　　 光　学　仪　器 O PT ICAL I N STRUM EN T SVol . 28, N o. 2 A p ril, 2006文章编号:
( 1205基于光杠杆原理的纳米级微位移测量系统研究张攀峰, 吴　宇, 刘晓曰 文 , 杨国光( 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027)Ξ　　摘要: 介绍了一种基于光杠杆原理的光学微位移测量系统。 该系统的理论分辨力为4nm , 实验测得系统分辨力小于 10nm 。经过实验, 验证了该系统的可行性。实验结果表明,该装置灵敏度及重复性好, 结构简单, 便于构成微电子机械系统――M EM S (m icro elect ro m echan ica l system s) , 实现系统微型化及自动化。 关键词: 光杠杆; 纳米检测; PSD;M EM S 中图分类号: TH 742　　　文献标识码: AStudy on a nanom eter system for d isplacem en t m ea surem en t ba sed on optica l leverZH A N G P an 2f eng , W U Y u , L IU X iao2 m in , YA N G G uo2g uang(Sta te Key L abo ra to ry of M odern O p tica l In strum en ta tion, Zhejiang U n iversity, H angzhou 310027, Ch ina )　　Abstract: A nanom eter system fo r d isp lacem en t m ea su rem en t is described, w h ich is ba sed on the p rincip le of op t ica l lever. T h is system ′ s reso lving pow er is less than 10 nm , w h ich is ana lyzed from the theo ry and p roved by the exp erim en t. T he exp erim en t resu lt show s tha t th is system ha s a h igh accu racyand rep ea tab ility. A nd w ith the advan tage of sim p le configu ra t ion, so th is system can be m od ified in to M EM S (m icro elect ro m echan ica l system s). Key words: nanom eter d isp lacem e PSD; M EM S1　引　言目前能够实现微米级精度位移测量的方法有多种, 包括激光干涉法、 电容测量法、 电感测量法等。 这些 测量方法存在结构复杂, 测量范围小, 易受温度影响, 价格昂贵等缺点[ 1 ]。 介绍一种基于光杠杆原理的光学微位移测量系统, 测量精度达到 nm 量级。 实验结果表明, 该装置不 但灵敏度高, 重复性好, 结构简单, 而且基于此种设计思想, 易于构成M EM S, 实现测量系统微型化。2　光杠杆测距原理利用光杠杆机构测量微小距离的装置结构及原理如图1 所示。 测量装置由一对平面反光镜 ,光 A 和A ′ 源和光电探测器组成。 其中, A 平面反光镜固定,A ′ 平面反光镜可动。 的一端是个支点, 另一端可以绕支 A′ 点自由转动。 光源选用LD 激光器, 探测器采用高灵敏度位置传感器――位置敏感探测器 PSD (po sit ionsen sit ive detecto rs) 。Ξ 收稿日期:
作者简介: 张攀峰 (19792) , 男, 浙江东阳人, 硕士研究生, 主要从事微光学和光学测量方面的研究。　 ?62?光　学　仪　器第 28 卷测量时, 激光光源放置在固定平面反射镜A 一侧, 光束射向可动平面反射镜A ′ , 被测物体以点接触的 方式触碰在平面反射镜 A ′ 背面。A 和 A ′ 的初始位置时互相平行, 沿轴向方向相互错开一段微小距离 ( 0. 5mm ) , 如图中实线所示。 的自由端, 入射角& 3° 。 该光束 LD 激光器发出的光束经过A 的末端入射到A ′ 在两平面反光镜间多次反射后由A 的另一端出射, 照到 PSD 光敏面。 当被测物体有一个微小的位移 ?L 后, 动镜A ′ 被测物的推动, 绕固定端转动, 转过角度 ?Η , 如图中虚线所示。光源入射角的变化量同为 ?Η ,由 ( ) 式 1 表示: ( 1) = a rctan ( ?L D ) ?Η 式 ( 1) 中D 为被测物体接触点到A ′ 镜铰链的距离图 1　光杠杆原理图在变化量不大的情况下公式 ( 1) 可以近似为:= ?L D ?Η ( 2) ( 3)出射角变化量 ?Β 为: ?Β= 2n ?Η 式 ( 3) 中 n 为光线在两平板反射镜中的有效反射次数。 得到光点在 PSD 上的移动量为:= 2nh ?L D ?S = h ?Β= 2nh ?Η 式 ( 4) 中 h 为光线出射点到 PSD 间的距离。 可以得到此实验装置的放大系数 K 为: K = ?S ?L = 2nh D[2 ]( 4)( 5)由于光线是以很小的角度入射的, 所以光线在两平板反射镜中的反射次数相当可观 。 在所设计的实 验装置中, 30mm 的长度的平板反射镜上反射次数超过 20 次。 而其放大系数 K 可以达到 200 倍左右。3　测量系统基于光杠杆原理的测量系统由驱动装置、 光杠杆测微距系统以及信号采集系统组成, 组成框图如图 2 所示。 驱动装置选用压电陶瓷 (PZT ) , 作为被测物位移标准输出[ 3 ]。在平面镜A 出射光线和 PSD 之间, 放置 一面正透镜, 焦距 180mm , PSD 位于透镜焦点处。信号采集系统包括 PSD 信号调理电路, 数据采集卡和计 算机。 压电陶瓷 (PZT ) 精密可控微位移器, 是近年发展起来的一项新技术。 它由压电陶瓷材料构成, 是一种 易于控制、 精密电驱动微位移器。 工作原理是利用压电材料的逆压电效应或电致伸缩效应, 用输入电压精 密控制器件在一定方向上输出位移量。压电微位移器的位移分辨力高达nm 级, 可根据不同的应用场合和 要求, 选择不同机理的压电材料, 获得优良的位移线性度。PSD 是一种对入射光位置敏感的光电探测器件, 当入射光斑照射在 PSD 光敏面不同位置时, PSD 输出的电信号不同。 该输出电信号经过处理, 就可以得到光斑在PSD 光敏面上的位移量[ 4 ]。 PSD 探测器的特 点是输出电流信号只与光斑的位置 ( 重心位置) 有关, 而与光斑的形状、 光强无关。 它能够连续检测光点位 置, 响应速度快, 实时性好。第2 期张攀峰等: 　基于光杠杆原理的纳米级微位移测量系统研究　 ?6 3 ?光杠杆微位移检测系统中, 驱动装置 PZT 通过一个直径 5mm 的半圆小钢球与动镜A ′ 接触, 保证两者 是点接触。同时 PSD 位于正透镜的焦点处, 保证了 PSD 接收到的光信号为点信号。 PSD 信号处理电路包 括放大电路和滤波电路, 输出信号经数据采集卡采集, 经计算机实时处理, 动态显示微位移的变化量 (PZT 的形变量) 。图 2　实验装置　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3　系统实验照片在此实际实验装置中, 公式 ( 4) 要变为: = 2nf ?L D ?S = f ?Β= 2nf ?Η 所以放大系数 K 为: K = ?S ?L = 2nf D4　实验结果和数据处理 4. 1　图 3 所示为系统实验照片 4. 2　使用 JDC- 2000 电容测微仪对压电陶瓷线性度进行检验( 6) ( 7)用 JDC- 2000 型电容测微仪对压电陶瓷随其驱动电压变化的形变量进行了测量。得到如图 4 所示数 据:图 4　PZT 驱动量图 4 中, 横坐标表示压电陶瓷 (PZT ) 驱动电压值, 纵坐标表示电容测微仪测得的电压值。 用m a t lab 进行曲线拟合, 并考虑到电容测微仪的分辨力为 0. 01Λ m mV , 得到压电陶瓷形变量 ( ?L ) 随 驱动电压变化量 ( ?V ) 的关系为: ( 8) ?L = ?′ ?V 其中, ?′ = 3. 95nm V 从数据中可以看出, 压电陶瓷 (PZT ) 随驱动电压变化的线性度相当好。4. 3　理论分辨力 由公式 ( 6) 和 ( 8) 可得:?S = K ?L = K ?′ ?V = 2nf D ??′ ?V 式 ( 9) 中, f = 180mm , D = 30mm , n = 20, ?′ = 3. 95nm V ,( 9)　 ?64?光　学　仪　器第 28 卷所以, 算得压电陶瓷随驱动电压变化 1V ( ?V = 1V ) 所产生的形变量在 PSD 上的微位移改变量为: ?S = 948nm≈ 1Λ m 而 PSD 中心位置的测量精度为: 1. 40mV Λ m 因此, ?S = 948nm≈ 1Λ m 的改变量可以被分辨。即压电陶瓷 1V 的驱动电压变化量所产生的形变量可 以被该系统分辨。 由式 ( 8) 可得, 1V 变化电压对应的压电陶瓷形变量为 3. 95nm 。 所以可以得到结论: 该基于光杠杆原理的位移测量系统的理论分辨力大约为 4nm 。 4. 4　实验结果和误差分析 实验结果 随后使用m a t lab 对所设计的基于光杠杆原理的微位移测量系统所测得的数据进行曲线拟合, 得到如 图 5 所示曲线:图 5　系统所测得的位移量 ( ?L ) 和压电陶瓷驱动电压变化量 ( ?V )所采得数据随压电陶瓷驱动电压每变化 3V 记录一次 ( 0V～ 210V ) , 总共 71 个数据。从图 5 中可以看 出, 该测量系统的线性度相当好。 用m a t lab 拟合, 得到所测位移量 ( ?L ) 随驱动电压变化量 ( ?V ) 曲线为: ?L = ??V( 10)其中, ?= 3. 981nm V 考虑到杂散光对 PSD 的影响, 实验平台的振动对测量装置的干扰, 信号处理电路引入的噪声等等, 这 些因素都影响了整个系统的信噪比, 使得该试验装置实际的分辨力不能达到理论上所分析的 4nm 。 在实际测量中, 当 PZT 驱动电压变化 3V 的时候, 实验装置的输出有很明显的变化。 即该系统的实际分辨力至少可以达到 3×3. 981 ≈ 10nm 。 误差分析 根据公式 ( 6) : 求偏导得误差为: ??L =( 2nf = 2nf ?L D ?S = f ?Β= 2nf ?Η ?L = D ?S 2nf?S ) 2 D 2 D ?S 2 D ?S 2 ) ?( ?S ) + ( ) ?n + ( ) ?f ? L+ ( 2nf 2nf 2 2nf 2( 11)n 为光线在平面镜内的反射次数, f 为标准透镜的焦距, D 为 PZT 接触点到支点的距离, 这三个参数在测量时都不会产生误差。 即误差主要在 ?S , PSD 测量时产生。 ??L =D2nf?( ?S )( 12)式中, f = 180mm , D = 30mm , n = 20, PSD 的中心位置偏差 ?( ?S ) & 0. 02mm 。 算得误差为: ??L & 0. 0853Λ m5　结　论介绍了一种基于光杠杆原理的纳米级微位移测量系统。 该系统灵敏度及重复性好, 结构简单, 适于构第2 期张攀峰等: 　基于光杠杆原理的纳米级微位移测量系统研究　 ?6 5 ?成M EM S, 实现测量系统微型化。其理论分辨力为 4nm , 实验测得分辨力优于 10nm 。系统测量范围与光杠 杆平面镜镜面长度成正比, 实验系统镜面长度为 30mm , 则动态范围是 160Λ m 。 如果采用更优化技术和手 段, 例如, 使用光斑更小的光源以提高光线在两平面反射镜中的有效反射次数n、 减小被测物体接触点到支 点的距离D 、 增大标准正透镜的焦距f , 可以显著提高该装置的理论分辨力。实际测量中, 通过对PSD 实现 更 好的光屏蔽, 尽量减少输出电信号中背景光、 杂散光的噪声; 选用更优化的 PSD 信号处理电路, 提高电 信号得分辨力; 通过提高实验平台的抗震性, 提高测量系统的信噪比。 以上措施可以使实际分辨力更接近 于装置的理论分辨力。6　参考文献[ 1 ] 　杨国光. 近代光学测试技术 [M ]. 杭州: 浙江大学出版社, 1997. [ 2 ] 　高思田, 王春艳, 叶孝佑, 等. 纳米技术与纳米计量 [J ]. 现代计量测试, ) : 3 ～ 12. [ 3 ] 　王菊香. 压电陶瓷调制器及其应用研究 [J ]. 传感器技术, 1994, (6) : 19 ～ 21. [ 4 ] 　裴先登. PSD 高精度位置测量系统的研究与设计 [J ]. 华中科技大学学报, ) : 7 ～ 9.消　　息首台微型肾病快速生化分析仪诞生一种小型化、 便携式的微型肾病快速生化分析仪在长春诞生, 并于日前通过了科技部 “863” 专家组的 验收。 根据现代医学临床检验设备的实际需求, 2004 年, 由中科院长春光机所和厦门欧达科仪有限公司共 同承担了国家 “863” “典型疾病快速检测微系统研究” 工作。 经过科研人员一年半时间的刻苦攻关, B 项目 研制成功了首台微型肾病快速检测生化分析仪, 并完成了仪器的小批量试制工作, 仪器的关键部件――微 型光谱仪取得了生产许可证。 同时, 在研制过程中, 一些关键技术取得了重大突破: 采取微加工方法, 首次 研制出硅基加热芯片、 聚合物微光路对准芯片及硅光纤狭缝, 实现了关键零件的批量化制作; 采用对称结 构, 简化了微型光谱仪的光路, 减小了体积, 极大地提高了仪器的性能指标、 降低了仪器最终的成本及生产 周期。 目前, 该仪器原型样机已在国内四个不同医院完成了共计 700 例的临床试用工作, 测试结果表明, 其 性能指标基本达到了进口大型生化分析仪的水平。 同时该仪器不但具有体积小、 成本低、 操作简便、 检测时 间短的特点, 而且还具有在 340 ～ 750nm 波长范围测试多个生化指标的能力。 作为肾病检测仪器, 它通过 检测患者血清中的肌酐、 尿素氮的含量, 可以有效地对患者肾病的患病程度作出判断, 可作为进一步治疗 方案选择的主要依据。 这种小型化、 便携式的微型生化分析仪的研制成功, 使得患者的门诊即时检测及家 庭检测成为可能, 可以缩短检测周期、 降低测试费用。 其大面积的推广, 必将产生巨大的社会及经济效益。 ( 摘自 ) 《科学时报》
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