壓電式驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)平臺(tái)及其角度測(cè)量系統(tǒng).pdf

1、隨著生物技術(shù)和醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)高分辨率電子顯微鏡的需求也越來(lái)越大。同時(shí),一種能夠放置生物樣本并且對(duì)該生物樣本進(jìn)行精細(xì)操縱的微型平臺(tái),在高分辨率掃描電子顯微鏡(SEM:Scanning Electron microscope)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣。因此,這種微型操縱平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與利用將會(huì)對(duì)生物和醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展起到重要的作用。
　　本文提出了一種用于在掃描電子顯微鏡SEM中放置生物樣本以及對(duì)其進(jìn)行顯微觀察和操作的微型壓電式驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)平

2、臺(tái)。首先,介紹了該平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力是來(lái)自 LabVIEW中加載在驅(qū)動(dòng)單元上的兩個(gè)相交排列的疊堆型壓電元件 AE0203D04的驅(qū)動(dòng)波形,通過(guò)逆壓電效應(yīng)促使驅(qū)動(dòng)單元上的支持球上在與半球平臺(tái)的相切方向作粘滑式驅(qū)動(dòng)。因此,在回轉(zhuǎn)平臺(tái)的圓形底座上驅(qū)動(dòng)單元A、B、C的粘滑式驅(qū)動(dòng)下,半球型回轉(zhuǎn)平臺(tái)能夠在三維空間進(jìn)行全方向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
　　其次,由于需要對(duì)生物樣本的觀察范圍進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,從而在生物樣本的特定范圍內(nèi)進(jìn)行精細(xì)操作,本壓電式驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)平

3、臺(tái)還設(shè)計(jì)了一個(gè)角度測(cè)量系統(tǒng)。該角度測(cè)量系統(tǒng)采用光源為 AlGaInP紅光發(fā)光二極管,將它安裝在壓電式驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)平臺(tái)的底部,與平臺(tái)一起運(yùn)動(dòng)的同時(shí)將平臺(tái)的位移信號(hào),即在X方向和在Y方向的位移量,通過(guò)四分割光電二極管S5981,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路的處理,通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)PCI6013采集到LabVIEW的功能模塊中進(jìn)行計(jì)算,得到平臺(tái)的位移角度θ。在本研究中,使用了自準(zhǔn)直儀作為反饋信號(hào)反饋到計(jì)算機(jī)中,即通過(guò)角度

4、測(cè)量系統(tǒng)所得到的被測(cè)角度θ與自準(zhǔn)直儀中的被測(cè)信號(hào)在LabVIEW中進(jìn)行比對(duì),并對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)進(jìn)行角度修正動(dòng)作,從而提高系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和線性度。
　　最后通過(guò) SolidWorks對(duì)支持球的變位量用有限元法和分析動(dòng)作解析顯微鏡對(duì)支持球驅(qū)動(dòng)方向進(jìn)行了測(cè)定,并在外加電壓補(bǔ)償?shù)那闆r下,補(bǔ)正電壓作驅(qū)動(dòng)電壓的95％~105％改變之后再加載到驅(qū)動(dòng)單元A、B、C的左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)元件上,對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)的微角度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了初步校正和標(biāo)定,通過(guò)與自準(zhǔn)直儀進(jìn)行對(duì)