基于电容传感器的微小孔径测量系统研究

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1、硕士学位论文题目:基于电容传感器的微小孔径测量系统研究研究生诸丽燕专业机械工程指导教师王文教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文基于电容传感器的微小孔径测量系统研究研究生：诸丽燕指导教师：王文教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonMicroHoleDiameterMeasuringSystemwithCapacitiveSensorCandidate:ZhuLiyanSupervisor:Prof.WangWenMarch，2016杭州

2、电子科技大学学位论文原创性声明巧使用授权说明原创性声明＊，本人郑垂卢明：所＿１１交的华位论义足本人在哥师的巧诗下，独立进行研究［作所取得的成巧。除义中ｄ经注明引用的内巧外，本论义个含化何巧化个人或集体ｄ鲜发衣或撰Ｓ过的作品或成巧。对本义的研光做山串要贡献的个人和集体，均己伟文中确方式标明。－申巧巧位论义与资料若行不实么处，木人承担切相关贵巧。论文作巧落名：円期：年请巧襄訓（Ｓ、学位论文使用授权说明；本人完全ｒ解杭州电了巧巧大学关于保留和化川学位论义的规化，叩硏巧化么校攻巧学化期问论义＿Ｌ作的知识产仪单位属杭州电子科技人学。本人保证毕化

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4、测量空间的限制，微小孔孔径的检测难度较大。因此，微小孔径的高精度测量是当前国内外几何量精密测量领域的重要研究方向。论文在综述现有国内外关于微小孔径测量方法的基础上，结合测量的实际需要，提出一种接触式测量方法——基于电容传感器的微小孔径测量方法，主要研究工作包括：（1）提出一种基于电容传感器的微小孔径检测方法，该方法以电容传感测头为核心测量元件，借助长度量计量仪器实现对微小孔径的测量。阐述了测头的工作原理，确定了测杆的侧向位移量与电容值变化量之间的关系，并分析了测头的检测灵敏度。（2）建立了测头的力学模型，得到测头中测杆侧向位移值的解析表达式。建立了测头有限元模型并用ANSYSWork

5、bench对测头主体部分进行静态有限元仿真，解析解与仿真值具有一致性。通过田口参数实验得到最优的测头结构尺寸参数，在此基础上设计并制作该测头装置的实体模型。（3）搭建了基于电容传感器的微小孔径测量实验系统，以坐标测量机和微动平台为测量平台，以激光干涉仪为长度量计量仪器。对一直径为Φ5mm的标准环规进行孔径测量实验，实验结果表明该测量系统的测量误差为9μm。最后，对测量误差及其产生原因进行了分析。关键词：微小孔，孔径测量，电容传感器，接触式测量，侧向位移I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmodernsciencetechno

6、logyandmanufacturingcapability,micro-aperturedevicesarewidelyusedinvariousindustrialapplications，andthehigherandhigherdemandsoftheprocessinganddetectionaccuracyofmicro-apertureareproposed.Apertureisthemostimportantgeometricfeatureinholecharacteristicsanditistheprimarymeanstodeterminethequalityo

7、ftheholebyaperturemeasuring.Generally，aperturesofthemicro-aperturedeviceshaveasignificantimpactonthefunctionofproducts,butitisdifficulttomeasuretheaperturesofmicroporousduetothelimitedmeasurementspace.Therefore,micro-aperturepreci