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用于微球球度测量的双SPM测头对准系统 预览
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作者 芈梦 丁鹏翔 +3 位作者 方传智 王超群 陈丽娟 黄强 《计测技术》 2019年第1期20-23,共4页
压电微音叉与钨探针结合,构成SPM(扫描探针显微镜)的扫描测头。将双测头对称置于微球的赤道圆截面处,构成微球球度差动测量系统。通过视觉引导系统对双测头进行粗对准,用视频显微镜对微球和测头分别聚焦,拍摄多组照片,然后对对准图像进... 压电微音叉与钨探针结合,构成SPM(扫描探针显微镜)的扫描测头。将双测头对称置于微球的赤道圆截面处,构成微球球度差动测量系统。通过视觉引导系统对双测头进行粗对准,用视频显微镜对微球和测头分别聚焦,拍摄多组照片,然后对对准图像进行小波分析边缘检测及多图像融合处理,再将图像处理结果反馈到系统进行精确对准。在实际实验中,获得了该对准方法下微球赤道圆截面的测量结果,并分析了对准误差对系统测量结果带来的影响。 展开更多
关键词 扫描测头 差动测量 对准系统 小波分析 图像融合
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音叉光纤一体式三维谐振测头优化研究 预览
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作者 丁鹏翔 章文 +2 位作者 陈丽娟 程真英 黄强 《计测技术》 2019年第2期18-21,共4页
音叉光纤一体式三维谐振测头是一种应用于微纳米三坐标测量机的新型测头,由石音音叉与光纤测杆测球组成。为了保持测头的振动稳定性与测量准确性,测杆的长度被限制在1mm以内,导致其测量较大深宽比微结构的能力受限。为了在保障测头测量... 音叉光纤一体式三维谐振测头是一种应用于微纳米三坐标测量机的新型测头,由石音音叉与光纤测杆测球组成。为了保持测头的振动稳定性与测量准确性,测杆的长度被限制在1mm以内,导致其测量较大深宽比微结构的能力受限。为了在保障测头测量性能的同时,进一步提高测头的测量能力,对测头进行了优化改良,并进行了性能测试实验。 展开更多
关键词 谐振测头 石英音叉 测头优化 测杆长度
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二维工作台角度误差实时补偿研究 预览
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作者 张芮 黄强 +3 位作者 伍婷婷 张连生 陈丽娟 程真英 《中国测试》 北大核心 2018年第8期102-106,共5页
为减小二维工作台在运动过程中俯仰角、偏摆角对其定位、测量及加工精度的影响,提出一种实时补偿二维工作台角度误差的方法。将激光测量系统作为角度反馈装置,基于压电陶瓷致动器和柔性铰链设计出的六自由度微动工作台作为补偿机构,通... 为减小二维工作台在运动过程中俯仰角、偏摆角对其定位、测量及加工精度的影响,提出一种实时补偿二维工作台角度误差的方法。将激光测量系统作为角度反馈装置,基于压电陶瓷致动器和柔性铰链设计出的六自由度微动工作台作为补偿机构,通过软件控制微动台中压电陶瓷的输入电压,达到补偿工作台角度误差的目的。实验结果表明:二维工作台在50 mm的运动范围内,角度误差实时补偿后,向X方向运动的角度基本可以控制在±3″内,向Y方向运动的角度基本可以控制在±2″内。该方法能够实现对二维工作台角度误差的实时补偿,对提高工作台的定位精度有参考价值。 展开更多
关键词 二维工作台 角度误差 压电陶瓷致动器 角度补偿
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三维测头耦合分析与校正 预览
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作者 郭强 黄强 +3 位作者 吴奎 陈丽娟 李瑞君 李红莉 《工具技术》 2018年第11期152-155,共4页
基于微型迈克尔逊干涉原理和激光自准直原理构成的三维接触扫描测头,从机械结构误差分析了测头输出三路信号产生耦合的原因。为减小信号耦合对测量结果的影响,通过微纳米测量机三维定位工作台对测头三个坐标轴方向进行标定,最终采用... 基于微型迈克尔逊干涉原理和激光自准直原理构成的三维接触扫描测头,从机械结构误差分析了测头输出三路信号产生耦合的原因。为减小信号耦合对测量结果的影响,通过微纳米测量机三维定位工作台对测头三个坐标轴方向进行标定,最终采用四次多项式模型建立工作台位移和测头输出信号之间的关系。信号处理基于Labview软件实现,计算结果表明该模型误差在±30nm以内。 展开更多
关键词 触发测头 机械机构 耦合分析 坐标测量机 测头标定 校正
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一维纳米定位控制系统 预览
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作者 李瑞君 赵文楷 +1 位作者 何园涛 黄强 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期327-332,共6页
研制了一套以数字信号处理(DSP)芯片为控制器的一维纳米定位控制系统。该系统主要由驱动平台、微型迈克尔逊干涉仪、DSP控制器等三个模块组成。其中驱动平台模块由线性滑轨、超声波马达HR4和驱动器AB2组成。HR4配合其专用驱动器AB2利用... 研制了一套以数字信号处理(DSP)芯片为控制器的一维纳米定位控制系统。该系统主要由驱动平台、微型迈克尔逊干涉仪、DSP控制器等三个模块组成。其中驱动平台模块由线性滑轨、超声波马达HR4和驱动器AB2组成。HR4配合其专用驱动器AB2利用摩擦力来驱动侧面贴有陶瓷片的线性滑轨,微型迈克尔逊干涉仪用来感测滑轨的位移。基于BP神经网络的PID控制算法和迈克尔逊干涉仪的信号处理运算全部由DSP控制器完成。实验结果表明,该定位系统行程为20mm,定位精度优于10nm,重复定位标准偏差为7nm。该定位系统具有系统架构简单,定位精度高等优点,可用于大行程高精度定位应用场合。 展开更多
关键词 定位控制系统 DSP芯片 迈克尔逊干涉仪 BP神经网络
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多模态动态原子力显微镜系统 预览 被引量:2
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作者 黄强 张蕤 +2 位作者 刘凯 赵阳 张连生 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期401-407,共7页
动态原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是通过检测悬臂谐振状态的变化来对物体表面形貌进行测量的。通过对谐振状态的三种因素即振幅、相位、频率的检测,动态AFM可以分为三种工作模式,即振幅反馈、相位反馈与频率反馈模式,... 动态原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是通过检测悬臂谐振状态的变化来对物体表面形貌进行测量的。通过对谐振状态的三种因素即振幅、相位、频率的检测,动态AFM可以分为三种工作模式,即振幅反馈、相位反馈与频率反馈模式,这三种反馈模式有着不同的扫描特点。基于硅悬臂具有高阶谐振的特性,动态原子力显微镜可以在悬臂工作于高阶谐振状态时对物体进行扫描。综合上述工作模式研制了一套多模态动态AFM,可以在三种反馈模式、不同阶谐振状态下对物体进行扫描测量。利用该系统在不同反馈模式、不同阶谐振状态下进行了扫描测试,结果显示,系统在各模式下具有亚纳米分辨力,其中在相位反馈模式,悬臂二阶谐振时可达到最优灵敏度与分辨力,分别为17.5V/μm和0.29nm,在最优灵敏度与分辨力状态下对光栅试样进行了三维扫描,得到光栅的三维形貌图。 展开更多
关键词 动态AFM 振幅反馈 相位反馈 频率反馈 高阶谐振
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共光路三自由度激光测量系统 预览 被引量:1
7
作者 伍婷婷 黄强 +2 位作者 张芮 武万多 王超群 《光电工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期811-817,共7页
基于迈克尔逊干涉原理和激光自准直原理,采用共光路布局,研制了能对运动工作台同时进行一维位移和二维角度测量的三自由度激光测量系统。在位移测量中,采用光程差放大技术,并结合偏振干涉技术和信号差分处理,得到高质量的位移输出信号... 基于迈克尔逊干涉原理和激光自准直原理,采用共光路布局,研制了能对运动工作台同时进行一维位移和二维角度测量的三自由度激光测量系统。在位移测量中,采用光程差放大技术,并结合偏振干涉技术和信号差分处理,得到高质量的位移输出信号和高分辨力的位移测量结果。在角度测量中,运动工作台的偏摆和俯仰运动会引起固定在工作台上的反射镜位置变化。入射光被反射镜反射,并被四象限探测器探测,根据四象限探测器上的光斑位置变化,获得偏摆角和俯仰角的变化值。对研制的系统进行稳定性和分辨力测试,同时与英国雷尼绍XL-80激光干涉仪进行比对实验。实验结果表明:测量系统的位移分辨力为0.8 nm,角度分辨力为0.2″;在50 mm的测量范围内,与雷尼绍XL-80激光干涉仪测量值相比,系统的位移最大偏差小于100 nm,偏摆角最大偏差为0.5″,俯仰角最大偏差为0.4″。 展开更多
关键词 共光路 激光 偏振干涉 自准直 同时测量
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动态原子力显微镜悬臂高阶谐振相位特性研究 预览 被引量:2
8
作者 黄强 张蕤 +2 位作者 张连生 赵阳 陈丽娟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第9期1411-1417,共7页
硅悬臂具有多阶谐振的特性,基于这一特性,提出了在动态原子力显微镜(AFM)中,利用硅悬臂高阶谐振相位特性进行三维扫描的方法,并对悬臂高阶相位特性进行了理论分析与实验验证。从理论上分析了AFM悬臂高阶谐振相位特性较其一阶谐振的相... 硅悬臂具有多阶谐振的特性,基于这一特性,提出了在动态原子力显微镜(AFM)中,利用硅悬臂高阶谐振相位特性进行三维扫描的方法,并对悬臂高阶相位特性进行了理论分析与实验验证。从理论上分析了AFM悬臂高阶谐振相位特性较其一阶谐振的相位特性有更高的灵敏度和空间分辨力,在自制动态AFM的基础上加入相位反馈模块进行了实验,实验测得悬臂一阶、二阶谐振的灵敏度分别为9.0和17.5 V/μm;垂直方向空间分辨力分别为0.56和0.29 nm,实验结果与理论分析一致。通过悬臂二阶谐振相位扫描得到了光栅的表面形貌,证明了利用悬臂高阶谐振相位特性进行扫描的可行性。 展开更多
关键词 动态AFM 高阶谐振 相位反馈 硅悬臂
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微球球度测量技术的研究进展 预览 被引量:3
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作者 黄强 胡小娟 +3 位作者 卞亚魁 梅腱 张连生 陈丽娟 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1271-1277,共7页
根据目前微球球度测量技术的原理,首先将其分为接触式测量和非接触式测量,其中非接触测量主要分为光学图像测量法和激光干涉测量法,就此对国内外微球球度测量技术进行了介绍和比较,并指出各种测量技术需要解决的问题。然后针对这些技术... 根据目前微球球度测量技术的原理,首先将其分为接触式测量和非接触式测量,其中非接触测量主要分为光学图像测量法和激光干涉测量法,就此对国内外微球球度测量技术进行了介绍和比较,并指出各种测量技术需要解决的问题。然后针对这些技术的局限性,如被测尺寸较大、测量精度不高、测量对象材料限制等,探讨了目前正在研究中的新型球度测量方法和技术。最后对微球球度测量方法和技术的研究及开发趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 微球 球度 三维测量 微纳测量
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基于高阶谐振悬臂的轻敲式原子力显微镜测量特性 被引量:2
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作者 赵阳 黄强 张蕤 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期223-228,共6页
轻敲式原子力显微镜的悬臂为无限自由度系统,具有多阶谐振模态.为了提高动态原子力显微镜的测量特性,采用激励硅悬臂工作于高阶谐振模态的方法.相较于基础模态,高阶谐振悬臂的振动频率和品质因数有所提高,结合振型的不同以及光杠杆检测... 轻敲式原子力显微镜的悬臂为无限自由度系统,具有多阶谐振模态.为了提高动态原子力显微镜的测量特性,采用激励硅悬臂工作于高阶谐振模态的方法.相较于基础模态,高阶谐振悬臂的振动频率和品质因数有所提高,结合振型的不同以及光杠杆检测法的特性,从理论上对高阶谐振模态下动态原子力显微镜的测量特性进行了分析.构建了基于高阶谐振的动态原子力显微镜系统,围绕其主要测量特性,如表面探测垂直分辨力、时间扫描速度以及阻尼特性进行了研究和测试,理论分析和实验结果均表明,相较于一阶谐振模态,二阶谐振模态下的动态原子力显微镜系统的测量特性得到了提高:二阶谐振悬臂扫描速度约为一阶谐振悬臂的3.3倍;二阶谐振悬臂的探测垂直分辨力可达到0.5 nm,远远优于一阶悬臂的0.9 nm;并且二阶谐振悬臂的品质因数远高于一阶谐振状态,降低了大气阻尼对悬臂系统的影响. 展开更多
关键词 高阶谐振 垂直分辨力 阻尼系数 扫描速度 原子力显微镜
线阵InGaAs扫描FBG反射谱的传感解调方法 预览 被引量:4
11
作者 李红 祝连庆 +3 位作者 张钰民 刘锋 骆飞 黄强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期224-228,共5页
研究并实现了一种基于256像元线阵In Ga As扫描的光纤布拉格光栅传感解调系统。针对线阵In Ga As探测器,分析了光纤光栅反射谱中心波长定位原理,可实现多个FBG光谱的同时解调,单通道解调传感器数量取决于FBG的带宽和中心波长漂移范围。... 研究并实现了一种基于256像元线阵In Ga As扫描的光纤布拉格光栅传感解调系统。针对线阵In Ga As探测器,分析了光纤光栅反射谱中心波长定位原理,可实现多个FBG光谱的同时解调,单通道解调传感器数量取决于FBG的带宽和中心波长漂移范围。对256个像素点的光谱数据,通过设置的阈值判断反射谱的个数,分别对每一个谱峰进行拟合,基于高斯指数曲线模型实现了寻峰算法,获得了中心波长。搭建FBG解调系统采集光谱数据,寻峰算法的稳定性达到±0.5 pm。该解调方法无机械移动部件,实现了多光纤光栅波长寻峰的并行快速响应,波长解调范围为1 525~1 570 nm,为多光纤光栅传感提供了高速解调方案。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅解调 INGAAS探测器 256像元 中心波长检测 高斯曲线
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基于PVDF的三维纳米谐振触发测头及定位系统 预览 被引量:2
12
作者 李志渤 黄强 +2 位作者 史科迪 韩彬 余惠娟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期1-6,共6页
微纳米三坐标测量机(Coordinate measuring machining, CMM)是目前微纳米三维测量领域的一个研究热点,针对微纳米CMM中三维纳米测头的研究瓶颈,提出一种与现有机械接触式测头和光学非接触式测头工作原理完全不同的、可达到纳米/亚... 微纳米三坐标测量机(Coordinate measuring machining, CMM)是目前微纳米三维测量领域的一个研究热点,针对微纳米CMM中三维纳米测头的研究瓶颈,提出一种与现有机械接触式测头和光学非接触式测头工作原理完全不同的、可达到纳米/亚纳米量级触发分辨力的新型谐振测头。利用聚偏氟乙烯(Poly vinylidene fluoride, PVDF)薄膜的压电特性和其谐振参数对微小作用力的高敏感性,PVDF薄膜与一体式光纤微测杆测球相结合构建成了基于PVDF薄膜的三维纳米谐振触发测头。该测头在z 向以轻敲模式接触,在x、y向以摩擦模式接触。经过试验验证,由该测头与三维纳米定位平台、数据处理及反馈控制系统相结合构建成的三维谐振纳米触发定位系统在x、y、z三个方向的触发分辨力都达到了亚纳米量级,分别为0.12 nm、0.10 nm、0.12 nm;三维重复性误差分别为26 nm、36 nm、10 nm。试验结果证实了新型三维谐振测头及其系统的有效性。 展开更多
关键词 微纳米三坐标测量机 三维纳米测头 聚偏氟乙烯薄膜 三维谐振触发测头 三维谐振触发定位系统
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基于DVD光学头的二维微小角度测量研究 预览 被引量:1
13
作者 韩彬 黄强 +2 位作者 伍婷婷 李瑞君 陈丽娟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第12期107-109,共3页
为了实现精密平台二维角度的在线检测,提出了一种基于DVD光学头的二维微小角度测量的方法。利用DVD光学头进行角度测量,是基于激光自准直原理,以四象限光电探测器作为检测元件,以固定在被测物上的反射镜作为被测元件进行测量的一种角度... 为了实现精密平台二维角度的在线检测,提出了一种基于DVD光学头的二维微小角度测量的方法。利用DVD光学头进行角度测量,是基于激光自准直原理,以四象限光电探测器作为检测元件,以固定在被测物上的反射镜作为被测元件进行测量的一种角度测量方法。搭建了基于英国RPI精密转台的实验系统,对测量方法进行了实验测试。结果表明:基于DVD光学读取头设计的二维角度测量装置测量范围为±110″,平均分辨率达到0.2″。该测量方法稳定、可行,且测量装置具有结构紧凑、成本低等特点。 展开更多
关键词 光学头 二维角度 微小角度测量 自准直原理
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基于视觉引导的3D纳米测头 预览 被引量:3
14
作者 黄强 史科迪 陈晨 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第11期11-14,共4页
针对现有微纳米CMM机(Micro-Nano Coordinate Measuring Machine,微纳米CMM)测量逼近效率低的问题,设计了一种基于视觉引导的3D纳米测头。该测头以石英音叉结合一体式光纤微测杆测球作为微力触发定位传感器,以3个空间布置的微型USB高... 针对现有微纳米CMM机(Micro-Nano Coordinate Measuring Machine,微纳米CMM)测量逼近效率低的问题,设计了一种基于视觉引导的3D纳米测头。该测头以石英音叉结合一体式光纤微测杆测球作为微力触发定位传感器,以3个空间布置的微型USB高倍摄像机对工作台做视觉引导。将测球置于3个摄像机焦平面后约100μm处,通过高斯滤波、清晰度评价、极点搜索,对图像进行实时处理,判断试样是否接近测球,实现三维工作台的高低速引导控制。实验结果表明:该测头可以实现大行程、高精度微纳米CMM的自动高速逼近、低速触发定位测量,通用性好、集成度高,测量效率高。 展开更多
关键词 微纳米三坐标测量机 微纳米测头 视觉引导 聚焦区域选择 清晰度评价 高斯滤波 极点搜索
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共平面二维高精度工作台误差修正与实验研究 预览
15
作者 宫二敏 黄强 余夫领 《中国测试》 北大核心 2014年第4期10-14,共5页
该文通过采用误差分离与修正技术,对微纳米三坐标测量机x-y平面内存在的各项误差进行全面分析。利用高精密检测仪器和标准件,设计误差分离与修正方案,并对修正过的误差项补偿效果进行测试。然后通过实验测量标准量块平面度、长度等量值... 该文通过采用误差分离与修正技术,对微纳米三坐标测量机x-y平面内存在的各项误差进行全面分析。利用高精密检测仪器和标准件,设计误差分离与修正方案,并对修正过的误差项补偿效果进行测试。然后通过实验测量标准量块平面度、长度等量值,以检验修正后的微纳米三坐标测量机测量精度。实验结果显示,一等量块工作面的平面度测量重复性标准差达到9.5nm,x和y方向长度测量的标准差分别达到了10nm和19nm。理论分析和实验表明,所研制的二维高精度工作台可用于高精度的三维测量。 展开更多
关键词 微纳米三坐标测量机 误差修正 二维高精度工作台 三维测量
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接触测量中的微探球力变形研究 预览 被引量:3
16
作者 李志渤 黄强 +2 位作者 赵剑 尤焕杰 程真英 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第14期1926-1929,共4页
随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高,测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论,构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型,给出了... 随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高,测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论,构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型,给出了最大允许测力估计方法和力变形计算方法。以现有的3种微纳米三坐标测量机微探球为参考,分别估计了允许最大测力及引起的力变形。结果表明,对于纳米量级测量不确定要求,接触式测量中微探球的受力变形误差是不可忽略的。 展开更多
关键词 微探球 力变形 微纳米测量 接触测量
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裸光纤光栅表贴结构应变传递分析与实验研究 预览 被引量:35
17
作者 李红 祝连庆 +2 位作者 刘锋 张荫民 黄强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1744-1750,共7页
光纤光栅的封装结构在应变测量中至关重要,表贴式结构简化了应变传递环节,能够提高应变传递效率和稳定性。光纤光栅应变传感的准确性取决于光纤-粘接层-基体之间的界面传递特性。本文以表贴式裸光纤光栅作为研究对象,建立传感器应变... 光纤光栅的封装结构在应变测量中至关重要,表贴式结构简化了应变传递环节,能够提高应变传递效率和稳定性。光纤光栅应变传感的准确性取决于光纤-粘接层-基体之间的界面传递特性。本文以表贴式裸光纤光栅作为研究对象,建立传感器应变传递模型,并推导了基底实际应变与表贴的裸光纤光栅所测应变之间的关系,仿真分析了粘接层弹性模量、厚度、长度、宽度等粘接参数对平均应变传递率的影响,得到裸光纤光栅表贴结构粘接层的优化参数,为表贴式光纤光栅传感应用提供参考依据。选用高温固化环氧胶353 ND,将涂覆层为聚酰亚胺的裸光纤光栅粘贴于等强度梁上,进行应变传递效果评价实验,结果表明,表贴式裸光纤光栅随铝材基底的应变呈现良好的线性关系,应变灵敏度为1.13 pm/με,是基片式封装应变灵敏度的1.5倍,应变传递率达到94.2%,与理论分析结果较为接近,证明了表贴结构模型与粘接手段的正确性和可行性。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 表贴式传感器 粘接层 应变传递
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基于硅悬臂高阶谐振的动态原子力显微镜的快速扫描 预览 被引量:3
18
作者 黄强 尤焕杰 +2 位作者 袁丹 赵阳 胡小娟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期656-663,共8页
利用原子力显微镜(AFM)硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出了基于硅悬臂高阶谐振特性构建动态AFM来实现快速扫描的方法,并研制了可工作于一阶模态和高阶模态的AFM.介绍了高阶谐振AFM系统的基本结构和工作原理,从理论上证明了利用... 利用原子力显微镜(AFM)硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出了基于硅悬臂高阶谐振特性构建动态AFM来实现快速扫描的方法,并研制了可工作于一阶模态和高阶模态的AFM.介绍了高阶谐振AFM系统的基本结构和工作原理,从理论上证明了利用硅悬臂梁高阶谐振特性实现快速扫描的可行性.以自制的AFM为研究对象,分析了影响动态AFM扫描速度的主要因素,对系统各模块的响应时间进行了分析、测试,并通过实验证明了AFM在二阶谐振模态下的稳定时间明显小于一阶谐振模态下的稳定时间.最后,分别用一阶、二阶谐振模态对光栅试样在同一区域的表面形貌进行了扫描测试,测试数据表明:在相同条件下,AFM的扫描速度在二阶谐振模态下约是一阶模态下的3.3倍.理论分析和实验结果证明了利用高阶谐振探针提高AFM扫描速度的可行性和有效性. 展开更多
关键词 原子力显微镜(AFM) 硅悬臂梁 高阶谐振 扫描速度
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基于高阶谐振悬臂的动态原子力显微镜的研制 预览
19
作者 赵阳 黄强 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第5期88-92,共5页
动态原子力显微镜微悬臂为无限自由度系统,具有多个谐振模态的振动特性。微悬臂的工作振动频率是影响动态原子力显微镜系统的测量特性的关键参数之一,为了提高微悬臂的谐振频率,结合悬臂的高阶谐振特性,研制了基于高阶谐振悬臂的轻敲式... 动态原子力显微镜微悬臂为无限自由度系统,具有多个谐振模态的振动特性。微悬臂的工作振动频率是影响动态原子力显微镜系统的测量特性的关键参数之一,为了提高微悬臂的谐振频率,结合悬臂的高阶谐振特性,研制了基于高阶谐振悬臂的轻敲式动态原子力显微镜,可实现对微观表面的测量,并且明显改善了动态原子力显微镜系统的测量灵敏度、测量速度等测量特性。 展开更多
关键词 高阶谐振 轻敲模式 幅值反馈控制 动态原子力显微镜
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零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析 预览 被引量:14
20
作者 黄强 余夫领 +2 位作者 宫二敏 王晨晨 费业泰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期664-671,共8页
为避免常规三坐标测量机(CMM)中的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制了一种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米CMM工作台。该工作台做三维运动,x导轨和Y导轨采用共平面结构;工作台三维测量系统... 为避免常规三坐标测量机(CMM)中的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制了一种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米CMM工作台。该工作台做三维运动,x导轨和Y导轨采用共平面结构;工作台三维测量系统的测量线正交于一点且正交点与测头中心点重合,x向和Y向测量系统的测量线与xy导轨面共面。针对本工作台的特点,在参考常规三坐标测量机误差分析的基础上,详细分析了该工作台中各项误差的影响,给出了影响测量机不确定度的主要误差源,并对这些误差提出了修正方法。在研制的工作台上对一等量块进行了实验测试。结果显示,一等量块工作面的平面度测量标准差为11nm,台阶高度标准差为21nm,其中台阶高度测量平均值与检定值相差1nm。理论分析和实验结果表明,所研制的工作台从结构上避免了CMM中多项误差源的影响,尤其是避免了阿贝误差的影响,可用于高精度的三维测量。 展开更多
关键词 三维纳米工作台 纳米三坐标测量机 阿贝误差 误差修正
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