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表面應(yīng)力對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的影響.pdf
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表面應(yīng)力對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的影響 ,在對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的分析中,一般都忽略了表面應(yīng)力的影響,由此計(jì)算出的吸附質(zhì)量可能是不精確的。
為此,本文從表面應(yīng)力和單位表面自由能的關(guān)系出發(fā),把表面自由能算入微懸臂梁運(yùn)動(dòng)的總能量中,根據(jù)哈密頓原理推導(dǎo)出微懸...歡迎下載!
paper.edu 表面應(yīng)力對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的影響1 李凱,張青川,伍小平 中國(guó)科學(xué)技術(shù),中科院材料力學(xué)行為和設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,合肥(230027) E-mail:zhangqc@ustc.edu 摘 要:在對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的分析中,一般都忽略了表面應(yīng)力的影響,由此計(jì)算 出的吸附質(zhì)量可能是不精確的。
為此,本文從表面應(yīng)力和單位表面自由能的關(guān)系出發(fā),把表 面自由能算入微懸臂梁運(yùn)動(dòng)的總能量中,根據(jù)哈密頓原理推導(dǎo)出微懸臂梁運(yùn)動(dòng)的控制微分方 程,得到了任意階本征頻率的解析解。
分析表明:表面應(yīng)力對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的影 響是由表面彈性常數(shù)決定的,當(dāng)表面應(yīng)力與表面應(yīng)變無關(guān)時(shí),這種影響可以不考慮,但在一 般情況下這種影響是不可忽略的。
關(guān)鍵詞:表面應(yīng)力,表面自由能,微懸臂梁,本征頻率 1.引言 原子力顯微鏡[1]發(fā)明以來,微懸臂梁傳感技術(shù)[2]得到了迅速的發(fā)展。
將微懸臂梁表面進(jìn) 行特殊的修飾處理之后,其可將特定的外部信號(hào)轉(zhuǎn)化為自身的機(jī)械響應(yīng)(圖 1),監(jiān)測(cè)這種 響應(yīng)便可實(shí)現(xiàn)傳感。
實(shí)驗(yàn)報(bào)道了此技術(shù)在溫度探測(cè)[3],非制冷紅外成像[4],化學(xué)氣體檢測(cè)[5], 爆炸物監(jiān)測(cè)[6],DNA雙鏈雜交[7],抗原-抗體配對(duì)結(jié)合[8],蛋白質(zhì)構(gòu)象變化[9]等涉及物理,化學(xué) 和生物領(lǐng)域中的應(yīng)用。
微懸臂梁傳感器工作的方式有兩種,一種是靜態(tài)的:檢測(cè)傳感過程中 微懸臂梁產(chǎn)生的靜態(tài)彎曲變形實(shí)現(xiàn)傳感(圖 1.a)。
另一種是動(dòng)態(tài)的:檢測(cè)傳感過程中微懸 臂梁振動(dòng)的本征頻率變化實(shí)現(xiàn)傳感(圖 1.b)。
相對(duì)于靜態(tài)檢測(cè)方式,動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法無需對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,抗噪聲能力比較強(qiáng)。
實(shí)驗(yàn)已報(bào)道了用此
為此,本文從表面應(yīng)力和單位表面自由能的關(guān)系出發(fā),把表面自由能算入微懸臂梁運(yùn)動(dòng)的總能量中,根據(jù)哈密頓原理推導(dǎo)出微懸...歡迎下載!
paper.edu 表面應(yīng)力對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的影響1 李凱,張青川,伍小平 中國(guó)科學(xué)技術(shù),中科院材料力學(xué)行為和設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,合肥(230027) E-mail:zhangqc@ustc.edu 摘 要:在對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的分析中,一般都忽略了表面應(yīng)力的影響,由此計(jì)算 出的吸附質(zhì)量可能是不精確的。
為此,本文從表面應(yīng)力和單位表面自由能的關(guān)系出發(fā),把表 面自由能算入微懸臂梁運(yùn)動(dòng)的總能量中,根據(jù)哈密頓原理推導(dǎo)出微懸臂梁運(yùn)動(dòng)的控制微分方 程,得到了任意階本征頻率的解析解。
分析表明:表面應(yīng)力對(duì)微懸臂梁傳感器本征頻率的影 響是由表面彈性常數(shù)決定的,當(dāng)表面應(yīng)力與表面應(yīng)變無關(guān)時(shí),這種影響可以不考慮,但在一 般情況下這種影響是不可忽略的。
關(guān)鍵詞:表面應(yīng)力,表面自由能,微懸臂梁,本征頻率 1.引言 原子力顯微鏡[1]發(fā)明以來,微懸臂梁傳感技術(shù)[2]得到了迅速的發(fā)展。
將微懸臂梁表面進(jìn) 行特殊的修飾處理之后,其可將特定的外部信號(hào)轉(zhuǎn)化為自身的機(jī)械響應(yīng)(圖 1),監(jiān)測(cè)這種 響應(yīng)便可實(shí)現(xiàn)傳感。
實(shí)驗(yàn)報(bào)道了此技術(shù)在溫度探測(cè)[3],非制冷紅外成像[4],化學(xué)氣體檢測(cè)[5], 爆炸物監(jiān)測(cè)[6],DNA雙鏈雜交[7],抗原-抗體配對(duì)結(jié)合[8],蛋白質(zhì)構(gòu)象變化[9]等涉及物理,化學(xué) 和生物領(lǐng)域中的應(yīng)用。
微懸臂梁傳感器工作的方式有兩種,一種是靜態(tài)的:檢測(cè)傳感過程中 微懸臂梁產(chǎn)生的靜態(tài)彎曲變形實(shí)現(xiàn)傳感(圖 1.a)。
另一種是動(dòng)態(tài)的:檢測(cè)傳感過程中微懸 臂梁振動(dòng)的本征頻率變化實(shí)現(xiàn)傳感(圖 1.b)。
相對(duì)于靜態(tài)檢測(cè)方式,動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法無需對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,抗噪聲能力比較強(qiáng)。
實(shí)驗(yàn)已報(bào)道了用此
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