納米時柵傳感結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、納米位移測量技術(shù)隨著高端裝備制造行業(yè)的發(fā)展越來越受到關(guān)注，在集成電路制作、機械加工零部件制造以及國防軍工等多個領(lǐng)域都有著重大需求。然而，大量程與高精度之間的矛盾始終制約著納米位移測量技術(shù)的進一步發(fā)展。就發(fā)展最為成熟的納米光柵技術(shù)來講，其測量原理決定了它的柵線結(jié)構(gòu)需要均勻性和一致性的制造，對大量程的加工來講，難以保證。同時，光柵的測量和制造都面臨著光學(xué)衍射極限瓶頸的制約，因而精度難以進一步提高。
　　因此，作者所在實驗室團通過長期對

2、納米測量技術(shù)的研究，提出通過“以時間測量空間”的研究思想，利用時間量構(gòu)成空間測量基準(zhǔn)，從而提高位移測量的精度。并在此研究思想的指導(dǎo)下，利用正交變換的電場構(gòu)建運動參考系，研制出了一種新型的納米時柵位移傳感器。雖然，通過“柵面”的結(jié)構(gòu)形式能夠使得傳感器達到納米級的測量精度。但傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)與測量精度的關(guān)系并沒有研究十分透徹，阻礙了傳感器精度的進一步提高。
　　本文主要圍繞納米時柵傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，進行了相關(guān)的分析和優(yōu)化設(shè)計，主要包括：

3、1.介紹了納米時柵測量原理和結(jié)構(gòu)形式，并完善了測量模型，將結(jié)構(gòu)參數(shù)與輸出信號整理為單一表達式。2.從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度，以由“點”到“面”方式對測量結(jié)果中出現(xiàn)的誤差進行了詳細的理論推導(dǎo)，重點分析了動尺極片形狀、定尺兩邊引線及整體的雙列式結(jié)構(gòu)對測量精度的影響。3.搭建實驗平臺，進行了大量的實驗研究。驗證了定尺兩邊引線會給測量結(jié)果帶來一次諧波誤差，雙列式結(jié)構(gòu)由于安裝問題會在測量結(jié)果中引入二次諧波誤差；在此基礎(chǔ)上進行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，提出了單列式