薄玻璃微力板由平面螺旋弹支,用于测量微力
Taisei Kiriyama1, Kenichiro Shimazaki1, Rihachiro Nakashima1
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Science and Technology, Keio University, Yokohama 223-8522, Japan.
Micromachines
|May 27, 2023
概括
研究人员使用薄玻璃螺旋弹和激光移位开发了一种新的微力板. 这种易于制造的设备为测量微小力提供了高灵敏度,这对于微观物体行为分析至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 微力板对于量化微尺度物体行为至关重要.
- 现有的方法包括张力计或外部位移计.
- 较薄的板块可以提高灵敏度,但对于易碎的材料来说,这也带来了制造方面的挑战.
研究的目的:
- 提出并制造一种具有增强灵敏度和易于制造的新型微力板.
- 使用平面螺旋弹结构与激光移位计进行力测量.
- 为了克服薄,大微力板中的脆性材料的局限性.
主要方法:
- 设计了一个微力板,使用一个薄的玻璃板和一个平面螺旋弹结构.
- 在板的中心下方集成了一个激光移位计,用于变形测量.
- 使用激光处理和微电子机械系统 (MEMS) 技术制造了该设备.
主要成果:
- 制造的力板半径为10毫米,厚度为25微米.
- 它具有四个支子毫米以下宽度的螺旋梁.
- 实现了小于N/m的弹常数和约0.01μN的力分辨率.
结论:
- 拟议的微力板设计易于制造和高度敏感.
- 这项技术可以为微型应用提供精确的力测量.
- 玻璃螺旋弹结构为微力传感提供了耐用且有效的替代方案.


