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快速了解二維精密微調平臺測量系統的研究
添加時間:2017-11-22 17:55:21 作者:浙江金科機械傳動有限公司
測(ce)(ce)(ce)量已經廣泛應用(yong)于(yu)精密測(ce)(ce)(ce)量領(ling)域中, 實現微位(wei)(wei)移(yi)測(ce)(ce)(ce)量最關鍵的環(huan)節在于(yu)精確(que)的定(ding)位(wei)(wei)和精細(xi)(xi)的運動。文章設(she)計了一(yi)種(zhong)基于(yu)應變方式進行二維(wei)微位(wei)(wei)移(yi)( 納(na)米(mi)級(ji)) 測(ce)(ce)(ce)量的系統(tong)(tong), 詳細(xi)(xi)闡述了該系統(tong)(tong)主要(yao)組成部分(fen): 測(ce)(ce)(ce)傳(chuan)感(gan)器、處理電路(lu)及相關系統(tong)(tong)軟(ruan)件。實驗結果(guo)表明(ming)該系統(tong)(tong)可以滿(man)足二維(wei)微( 納(na)米(mi)級(ji)) 測(ce)(ce)(ce)量的要(yao)求(qiu)。
關鍵詞:精密微調平臺(tai)微處理(li)器
精(jing)(jing)(jing)(jing)密(mi)(mi)微調(diao)(diao)平臺(tai)(tai)測量已經(jing)在精(jing)(jing)(jing)(jing)密(mi)(mi)測量、超精(jing)(jing)(jing)(jing)密(mi)(mi)加工、微型裝配、納米技術、基因工程的(de)(de)(de)(de)顯微操作(zuo)系統等方面顯示了(le)越來越重要的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。而精(jing)(jing)(jing)(jing)密(mi)(mi)微調(diao)(diao)平臺(tai)(tai)測量實現關鍵的(de)(de)(de)(de)環(huan)節在于精(jing)(jing)(jing)(jing)確的(de)(de)(de)(de)定(ding)位和(he)精(jing)(jing)(jing)(jing)細的(de)(de)(de)(de)運動(dong), 因此設計定(ding)位精(jing)(jing)(jing)(jing)確, 高精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)(jing)(jing)密(mi)(mi)微調(diao)(diao)平臺(tai)(tai)測量平臺(tai)(tai)已經(jing)成為這(zhe)些測量領域一個重要而艱巨的(de)(de)(de)(de)任(ren)務。
目前(qian)二(er)維(wei)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)方法主要(yao)有: 采用杠(gang)桿(gan)與柔(rou)性(xing)鉸鏈(lian)組合的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai), 該精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)通(tong)過(guo)(guo)激(ji)光干涉(she)儀檢測(ce)(ce)兩(liang)組杠(gang)桿(gan)平(ping)(ping)(ping)行(xing)四(si)邊(bian)形機(ji)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)移(yi)(yi)來(lai)實(shi)現二(er)維(wei)微(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)移(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)[ 1] ; 二(er)維(wei)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)柔(rou)性(xing)工(gong)作(zuo)臺(tai)(tai)(tai), 其柔(rou)性(xing)導向(xiang)系(xi)統通(tong)過(guo)(guo)集成行(xing)進放大(da)器(qi)推動多撓曲平(ping)(ping)(ping)行(xing)四(si)邊(bian)形實(shi)現定(ding)(ding)位(wei), 其上配備的(de)(de)(de)(de)(de)電容型位(wei)置反(fan)饋傳感器(qi)在閉(bi)環狀(zhuang)態下為定(ding)(ding)位(wei)提供了(le)納米級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)辨力(li)[ 2] ; 以正交衍射光柵(zha)為計量(liang)(liang)(liang)標(biao)準器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)工(gong)作(zuo)臺(tai)(tai)(tai), 通(tong)過(guo)(guo)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)光柵(zha)運(yun)動位(wei)移(yi)(yi)與所產生干涉(she)條紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)相移(yi)(yi)之間的(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)實(shi)現對微(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)[ 3] 等。國外在微(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)移(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)方面的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究技(ji)術趨于(yu)成熟(shu), 已經研(yan)制出高精(jing)(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)。但國內目前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)在實(shi)際應(ying)用中, 微(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)移(yi)(yi)機(ji)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性(xing)和定(ding)(ding)位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)確(que)性(xing)上都有很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)局限性(xing), 難(nan)以滿足多種測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)領域的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)。本文提出的(de)(de)(de)(de)(de)采用應(ying)變(bian)式傳感器(qi)等構(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)微(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)移(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai), 可(ke)在50 um 的(de)(de)(de)(de)(de)全量(liang)(liang)(liang)程(cheng)范圍內進行(xing)精(jing)(jing)密(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)精(jing)(jing)密(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)(wei)調(diao)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)(tai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang), 分(fen)辨率可(ke)達到1/ 5 000 fs —— 1/ 10 000 fs。具有體積(ji)小(xiao)、集成度(du)高、精(jing)(jing)確(que)度(du)高的(de)(de)(de)(de)(de)優點, 有利于(yu)提高整個(ge)微(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)、實(shi)用性(xing)和經濟性(xing)。
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