摘要：研究开发了一种能实现大量程位移和纳米级定位精度的一维位移工作台。工作台采用粗、精两级定位机构，以精密衍射光栅传感器组成工作台位移的闭环检测系统。工作台可以实现0～6mm的位移及1nm的定位分辨力。文中建立了由压电陶瓷驱动和柔性铰链导向的精定位机构的机电耦合模型，进行了精定位机构的模态分析和静力学分析，并采用ANSYS软件进行了有限元仿真运算。最后给出了工作台在表面三维微观形貌测量仪中的应用结果。

摘要：利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.

摘要：应用线切割方法设计了光针轮廓仪伺服机构—音圈电机的结构,使其具有更好的静动态特性和焦点自动跟踪能力。通过改善传统的聚焦误差信号曲线,并利用数字伺服控制方法,在提高系统测量精度的同时,克服了传统对于陡坑或阶梯测量容易脱焦的问题。

摘要：研究了一种有较强抗干扰能力的永磁铁嵌入式磁栅,读磁磁头应用霍尔传感器,结构设计简单.磁尺产生的正弦信号和余弦信号经过高频调幅、滤波、求和后得到和磁尺速度有关的调频信号,此信号的周期与基准信号的周期之差可以换算为磁尺移动的瞬时速度.对磁尺移动瞬时速度在时间t内积分,得到磁尺的位移.对速度的积分可由单片机计数器对调频信号与基准信号周期进行脉冲计数,两个计数值的差值累加的方法实现,这种方法可实现信号100细分.磁尺位移值由LED实时显示.经实验验证,磁尺的精度可以达到±0.1 mm.

摘要：在白光干涉仪中,白光光源的参数决定了干涉条纹的分布,对中心条纹的识别精度产生直接影响。采用不同光谱形状的光源或改善光源的光谱形状可提高零级条纹的可见度,利用多个白光光源构成组合光源来改变光源的光谱形状是提高零级条纹可见度的有效方法。在提出组合光源参数优化设计方法的基础上,理论分析得出了双组合光源和三组合光源优化设计的简洁公式。计算机模拟及实验结果表明,经优化设计后组合光源产生的干涉图,其零级条纹可见度大大增加,更有利于提高系统的测量分辨率。

摘要：MOTIF合并算法本质上是一种递归算法,因此给程序的设计带来了一定的复杂性。文中详细分析了MOTIF合并算法的设计要点,给出了算法的伪代码,并通过具体的实例来演示了算法的评定结果。

摘要：研究开发了一种能实现大量程位移和纳米级定位精度的一维位移工作台。工作台采用了粗、精2级定位机构,以精密衍射光栅传感器组成工作台位移的闭环检测系统。文中对由压电陶瓷驱动和柔性铰链导向的精定位机构进行了力学建模分析,并对其进行了有限元仿真运算。设计的工作台已成功应用于白光干涉轮廓测量仪,文中给出了轮廓仪部分测量结果。

摘要：为满足精密位移的需要,研究开发了一种大行程、纳米级和计量型三维精密位移系统。采用模块化结构设计,即3个方向的驱动机构均采用完全相同的设计结构,分别称为X、Y、Z向一维工作台。位移系统在X、Y、Z3个方向采用粗、精两级驱动,并分别装有计量光栅。各方向粗驱动采用交流伺服电机配合精密丝杠和直线导轨进行,精驱动采用压电陶瓷微位移器配合柔性铰链进行,每个方向的两级驱动共用一套计量光栅,从而保证了位移系统的大行程、纳米级和计量型。介绍了位移系统的结构设计,分析了位移系统的位移分辨率、计量原理以及它的运动性能。实验表明,在40mm位移行程内,X、Y和Z向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过±0.030、±0.028和±0.033μm,验证了位移系统设计的有效性,为位移系统的设计提供了依据。

摘要：研制了一种基于动态聚焦探测法的新型光针式三维表面形貌测量仪,该仪器可实现表面三维形貌的快速、无损、非接触测量。介绍了该仪器的测量原理、仪器结构、伺服机构的设计并给出了实测结果。仪器垂直测量范围为500μm;垂直方向测量精度可达0·5μm,分辨率为0·01μm。

摘要：提出了一种PIN田字形四象限光电探测器接收激光干涉条纹的空间布置方法。利用积分分析法分析了在理想干涉条纹下,条纹宽度d和条纹旋转角度β与光电探测器差分信号幅值和相差的关系,并给出了满足正交条件的合适的条纹宽度d以及对应的条纹旋转角度β。设计了PIN型四象限光电探测器用于三维表面形貌测量的前置放大电路。实验应用结果表明,PIN型四象限光电探测器的差分信号能满足计数和细分要求,用于拾取激光干涉条纹能达到纳米级分辨率,能满足微纳米表面形貌测量的要求。