表面应力对微悬臂梁传感器本征频率的影响.pdf
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表面应力对微悬臂梁传感器本征频率的影响 ，在对微悬臂梁传感器本征频率的分析中,一般都忽略了表面应力的影响,由此计算出的吸附质量可能是不精确的。为此,本文从表面应力和单位表面自由能的关系出发,把表面自由能算入微悬臂梁运动的总能量中,根据哈密顿原理推导出微悬...欢迎下载！
paper.edu 表面应力对微悬臂梁传感器本征频率的影响1 李凯，张青川，伍小平 中国科学技术，中科院材料力学行为和设计重点实验室，合肥(230027) E-mail：zhangqc@ustc.edu 摘 要：在对微悬臂梁传感器本征频率的分析中，一般都忽略了表面应力的影响，由此计算 出的吸附质量可能是不精确的。
为此，本文从表面应力和单位表面自由能的关系出发，把表 面自由能算入微悬臂梁运动的总能量中，根据哈密顿原理推导出微悬臂梁运动的控制微分方 程，得到了任意阶本征频率的解析解。
分析表明：表面应力对微悬臂梁传感器本征频率的影 响是由表面弹性常数决定的,当表面应力与表面应变无关时，这种影响可以不考虑，但在一 般情况下这种影响是不可忽略的。
关键词：表面应力,表面自由能,微悬臂梁,本征频率 1.引言 原子力显微镜[1]发明以来，微悬臂梁传感技术[2]得到了迅速的发展。
将微悬臂梁表面进 行特殊的修饰处理之后，其可将特定的外部信号转化为自身的机械响应（图 1），监测这种 响应便可实现传感。
实验报道了此技术在温度探测[3],非制冷红外成像[4]，化学气体检测[5]， 爆炸物监测[6],DNA双链杂交[7]，抗原-抗体配对结合[8],蛋白质构象变化[9]等涉及物理，化学 和生物领域中的应用。
微悬臂梁传感器工作的方式有两种，一种是静态的：检测传感过程中 微悬臂梁产生的静态弯曲变形实现传感（图 1.a）。
另一种是动态的：检测传感过程中微悬 臂梁振动的本征频率变化实现传感（图 1.b）。
相对于静态检测方式，动态检测方法无需对 系统进行标定，抗噪声能力比较强。
实验已报道了用此
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心碎了
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