一种水平微纳力值发生装置及生成方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水平微纳力值发生装置及生成方法，装置包括第一静电微纳力值发生装置、第二静电微纳力值发生装置、支撑结构和微纳力值输出端；方法包括：分别为支撑结构施加第一静电微纳力和第二静电微纳力，其中，第一静电微纳力与第二静电微纳力均沿水平方向，且第一静电微纳力的方向与第二静电微纳力的方向相反；支撑结构将所受的第一静电微纳力和第二静电微纳力的合力传递至微纳力值输出端；调整第一静电微纳力和第二静电微纳力的大小，输出标准的微纳力值。本发明专利技术利用了差减法的原理大幅降低了输入电源不稳定性和残余电容对输出的标准微纳力值的影响，精度高；同时能产生水平方向的微纳力值，适用性广。本发明专利技术可广泛应用于计量领域。

A Horizontal Micro-nano Force Generator and Its Generation Method

The invention discloses a horizontal micro-nano force generating device and a generating method. The device comprises a first electrostatic micro-nano force generating device, a second electrostatic micro-nano force generating device, a supporting structure and an output terminal of micro-nano force value. The method includes: applying the first electrostatic micro-nano force and the second electrostatic micro-nano force to the supporting structure respectively, in which the first electrostatic micro-nano force and the second electrostatic micro-nano force are equal. Along the horizontal direction, and the direction of the first electrostatic micro-nano force is opposite to the direction of the second electrostatic micro-nano force; the supporting structure transmits the resultant force of the first electrostatic micro-nano force and the second electrostatic micro-nano force to the output end of the micro-nano force value; adjusts the magnitude of the first electrostatic micro-nano force and the second electrostatic micro-nano force, and outputs the standard micro-nano force value. The invention utilizes the principle of difference subtraction method to greatly reduce the influence of the instability of input power supply and residual capacitance on the standard micro-nano force value of output, with high precision, and can generate the horizontal micro-nano force value, which has wide applicability. The invention can be widely applied in the measurement field.

【技术实现步骤摘要】
一种水平微纳力值发生装置及生成方法
本专利技术涉及计量领域，尤其是一种水平微纳力值发生装置及生成方法。
技术介绍
微纳力值的测量和量值溯源广泛应用于微纳米量级的加工技术、微小力传感器技术、纳米硬度测量、生物力学量测量、液体表面张力研究、微观摩擦现象的观测以及微型卫星、微型间谍飞行器的姿态调整与定位等先进技术中，其测量的准确度是新材料、微电子、生物技术以及航空航天技术等高端、高精度、新兴产业发展的关键问题。但对于微纳力值的量值溯源研究仍处于初始阶段，目前各国并未形成统一的微纳力值量值溯源方法与体系，因此造成当前使用的微纳力值传感器无法进行有效的量值溯源，无法保证其测量的量值准确可靠。例如，在目前应用广泛的卫星微推力测量系统中，需要使用量值准确可靠的水平微纳力值对其进行标定，并以此为基础对卫星上使用的微推进器性能进行测试。目前研究人员虽已经采用了一些方法实现了微纳量级力值的量值溯源，但是目前的方法仍存在以下缺点：(1)目前其采用的静电力(或电磁力)发生装置，虽然可以生成微纳量级的标准力值，但是需要提供高精度的电源装置，因为根据静电力(或电磁力)的生成原理，输入电源的不稳定性将会对输出标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平微纳力值发生装置，其特征在于：包括：第一静电微纳力值发生装置，用于产生第一静电微纳力；第二静电微纳力值发生装置，用于产生第二静电微纳力；支撑结构，用于接收第一静电微纳力和第二静电微纳力，并传递第一静电微纳力和第二静电微纳力的合力；微纳力值输出端，用于根据第一静电微纳力和第二静电微纳力的合力输出标准的微纳力值；其中，第一静电微纳力与第二静电微纳力均沿水平方向，且第一静电微纳力的方向与第二静电微纳力的方向相反；所述支撑结构的末端与微纳力值输出端连接，所述第一静电微纳力值发生装置和第二静电微纳力值发生装置分别安装在支撑结构的两侧。

【技术特征摘要】
1.一种水平微纳力值发生装置，其特征在于：包括：第一静电微纳力值发生装置，用于产生第一静电微纳力；第二静电微纳力值发生装置，用于产生第二静电微纳力；支撑结构，用于接收第一静电微纳力和第二静电微纳力，并传递第一静电微纳力和第二静电微纳力的合力；微纳力值输出端，用于根据第一静电微纳力和第二静电微纳力的合力输出标准的微纳力值；其中，第一静电微纳力与第二静电微纳力均沿水平方向，且第一静电微纳力的方向与第二静电微纳力的方向相反；所述支撑结构的末端与微纳力值输出端连接，所述第一静电微纳力值发生装置和第二静电微纳力值发生装置分别安装在支撑结构的两侧。2.根据权利要求1所述的一种水平微纳力值发生装置，其特征在于：还包括旋转结构，所述旋转结构与支撑结构的前端连接。3.根据权利要求2所述的一种水平微纳力值发生装置，其特征在于：还包括固定装置，所述旋转结构安装在固定装置上。4.根据权利要求1所述的一种水平微纳力值发生装置，其特征在于：所述第一静电微纳力值发生装置和第二静电微纳力值发生装置均为叉指结构静电微纳力值发生器，所述叉指结构静电微纳力值发生器的两个极板间的结构为叉指状结构。5.根据权利要求4所述的一种水平微纳力值发生装置，其特征在于：所述叉指结构静电微纳力值发生器施加的电压可调，或者叉指结构静电微纳力值发生器的叉指数量可调，或者叉指结构静电微纳力值发生器的叉指长度可调，或者叉指结构静电微纳力值发生器的叉指间距可调。6.一种水平微纳力值生成方法，其特征在于：包括以下步骤：分别通过第一静电微纳力值发生装置和第二静电微纳力值发生装置为支撑结构施加第一静电微纳力和第二静电微纳力，其中，第一静电微纳力与第二静电微纳力均沿水平方向，且第一静电微纳力的方向与第二静电微纳力的方向相反；支撑结构将所受的第一静电微纳力和第二静电微纳力的合力传递至微纳力值输出端；调整第一静电微纳力和第二静电微纳力的大小，输出标准的微纳力值。7.根据权利要求6所述的一种水平微纳力值生成方法，其特征在于：所述调整第一静电微纳力和第二静电微纳力的大小，输出标准的微纳力值这一步骤，具体包括：采用控制变量法调整第一静电微纳力值发生装置施加的电压值和/或第二静电微纳力值发生装置施加的电压值，从而得到标准的微纳力值，所述标准的微纳力值的表达式为：其中，F、F1和F2分别为标准的微纳力值、第一静电微纳力的大小和第二静电微纳力的大小，N是第一静电微纳力值发生装置或第二静电微纳力值发生装置中叉指的个数，ε0为空气介电常数，U1和U2分别为第一静电微纳力值发生装置和第二静电微纳力值发生装置施加的电压值，g是第一静电微纳力值发生装置或第二静电微纳力值发生装置的叉指状结构中相邻两叉指侧面距离的一半，x为第一静电微纳力值发生装置或第二静电微纳力值发生装置的叉指状结构中相邻两叉指相交部分长度的一半；通过微纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立，郑培亮，李倩，鲁力维，神伟铭，黄振宇，丘卉，李闯，刘英博，刘易灵光，
申请(专利权)人：广东省计量科学研究院华南国家计量测试中心，
类型：发明
国别省市：广东,44