三通管拉制仪材料分配系数精确控制系统设计+PCB+源程序(2)
典型的微流体系统研究一般包括以下的主要内容，如：微流体及流控理论、微流控系统、微分离系统、微阵列芯片、微细加工技术、微细加工材料、微检测系统、微全分析系统的试样前处理、微全分析系统应用、其他与微流控技术有关的流动分析和分离新技术等。
作为微量流体驱动和流动的平台，微流体器件在微化学、微传热、微机械、医药、生命科学等领域有着重要的应用前景。近年来，微流体器件的制作技术发展很快，已从传统的光刻工艺发展到模塑法、激光烧蚀法、微细切削加工、软刻蚀法等多种方法。而且，研究者们一直致力于简化微管道加工工艺过程，降低制作成本，缩短制备周期，提高微管道表面质量[3-5]。
微流体管道网络是微流体流动和控制的载体，是微流体技术研究的重要基础。在微米级管道中，流体流动的粘性阻力往往是影响流动的主要因素之一，圆截面的微管道可以减小流动阻力。为了获得具有良好微流动特性的圆截面微流体器件，并在此基础上构建二文裸微结构微流体管道网络，南京理工大学微系统研究室设计了基于热流变拉伸成形原理的玻璃三通微流体管道制备工艺及拉制仪[3]，而材料分配系数的精确控制系统是其中一个关键模块。
图1.1.2 三通管热拉伸成型示意图[3]
如图1.1.2所示，将毛坯的固结端（1端）在加热器形成的加热域中软化 ,加热器断电后，在半熔融玻璃冷却过程中，牵引2、3端拉伸一个适当的距离，与原拉伸端对应形成1管、2管和3管，完成三通微管道成型。在拉制过程中采用重力作为拉伸牵引力，而微管道内径随着拉伸行程的增大而减小。通过精确控制芯丝的进给量来控制玻璃材料在三根管道间的分配，通过控制限位块的位置来控制滑块在导轨上的行程，进而控制微管道的拉伸长度。
1.2 步进电机驱动技术
由于控制上相对容易实现，传统精确控制系统通常采用直流电机，但是由于磨损导致的性能下降和散热问题，现在的定位系统多采用步进电机。步进电机在工控中是常用的嵌入式运动控制设备之一，这是因为步进电机能以离散的步进值运动，能提供精确的角位置信息，并且控制方式灵活多变，在进给伺服系统中作为驱动元件得到了广泛应用[6-13]。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（步距角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而进行调速。
步进电机主要特点：在单片机系统中可直接接受由计算机系统输出的数字信号；可方便地实现机械位移；控制灵敏度高；速度变化时不失步；步矩角变化大、精度高；能精确返回原位；控制脉冲与角度位移能精确同步；控制方便可靠，精确定位。
精确定位系统的设计，首先应根据系统的设计要求选择合适的步进电机。目前比较常用的步进电机有三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）。永磁式步进电机输出力矩大，动态性能好，但步距角大（一般为7.5度或15度）。反应式步进电机结构简单，生产成本低，可实现大转矩输出，步距角小（一般为1.5度），但噪声和振动都很大，动态性能差，在欧美等发达国家80年代已被淘汰。混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点，步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。