基于最小包容区域的球度误差评定方法

针对球度误差评定方法存在原理误差或模型误差,提出了一种符合最小包容区域定义的球度误差评定方法,即将几何搜索逼近算法与基于最小包容区域法的球度误差评定的几何结构和定义结合起来的准确评定方法。对仿真数据和其他文献中的数据进行了评定。所提方法与其他方法的评定结果表明,所提方法可以准确地找到最小包容区域球的球心并给出球度误差的精确解。     

基于PVDF扫描测头的电路系统构建及性能测试

一种采用PVDF薄膜和压电传感器结合钨探针构成的新型扫描测头可以对柔软易损坏及具有大台阶特征的表面实现高精度非破坏性测量.基于该新型测头构建了硬件电路系统,并通过相关试验测试了系统特性.试验结果证明:该扫描测头在垂直方向上可实现亚纳米级的分辨率.     

微纳米三坐标测量机三轴垂直度误差测量及建模补偿

垂直度误差是微纳米三坐标测量机的重要误差源之一,必须对其进行高精度测量并建立垂直度误差的补偿模型.采用基于光电位置敏感器件(PSD)的测量装置,先将三轴垂直度误差转化成相应方向的直线度误差再对其进行测量,并对微纳米三坐标测量机的垂直度误差进行建模和补偿.通过对0级标准量块厚度进行测量和垂直度误差补偿,量块X、Y方向厚度...     

零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析

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11 nm,台阶高度标准差为21 nm,其中台阶高度测量平均值与检定值相差1 nm.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.     

纳米三坐标测量机模拟接触式探头的标定

三坐标测量机的高精度模拟接触式探头在计算探头球尖位移与传感器输出的关系时需要空间坐标转换模型与标定参数。标定方法基于自己研发的模拟接触式探头,该探头由带有光纤球头的的金属丝悬浮机构,二维角度传感器,小型迈克尔逊干涉仪组成。通过空间坐标转换,矩阵计算模型和标定实验的建立,重点描述了一种特定的标定方法与标定了模型的未知参数。实验结果表明三坐标测量机在x、y、z三方向上测量的标定值与实际值的位移误差的标准差小于30 nm,证明该方法具有一定的可行性与有效性。     

基于电荷泵的压电致动器迟滞非线性改善研究北大核心CSCD

压电致动器在精密定位、微纳米测量等领域得到了广泛的应用,然而迟滞和非线性现象严重影响了其定位精度和性能。虽然电荷驱动的方法可以降低大部分迟滞,但仍存在较为明显的残余迟滞,尤其是电压工作范围较大时,压电致动器的迟滞呈现增大的趋势。基于残余迟滞的分析和计算,提出了一种用于电荷泵驱动的残余迟滞改进方法,研究了校正参数的推导方法,改善了经典电荷泵驱动的迟滞非线性。通过实验发现,在驱动电压范围为0~100 V、驱动频率为0.1~2 Hz时,相比经典电荷泵驱动的2.79%迟滞,改进后的电荷泵驱动方法可以将迟滞进一步降低至0.47%以下,比经典的电荷泵驱动方法降低了83%左右。所提方法在精密测量等领域具有较好的应用价值。     

温度变化对滚动轴承游隙的影响

滚动轴承在温度变化的条件下工作时,由于轴承内外套圈膨胀量的不等,引起游隙的变化。讨论了温度变化对滚动轴承游隙的影响。     

全系统动态测量精度理论的基本问题

动态测量已成为现代测量技术发展的主流趋势,但对动态测量系统的描述和评价仍沿用传统的静态测量理论,本文提出全系统动态测量精度理论新概念,并论述了传递链函数和全系统动态测量误差等基本问题,为深入研究这种新颖理论建立了必要基础     

基于DDS的轻敲式原子力显微镜探针驱动方法研究

以DDS芯片AD9833为核心,以NI6229数据采集卡的数字I/O口模拟SPI总线控制AD9833,实现了1Hz到10MHz频率范围内连续正弦信号输出,分辨率达到10-5,最小步进1Hz。数据采集卡与DDS芯片AD9833的结合为轻敲式原子力显微镜探针的驱动提供了稳定精确的正弦信号源。实验证明,此设计硬件电路结构简单,软件控制灵活,输出信号频率稳定,精确。     

具有角度修正功能的大行程二维纳米工作台

基于宏微组合驱动方式,提出一种具有角度修正功能的大行程二维纳米工作台设计方案来减小精密测量系统中由于工作台定位及角度误差引入的测量误差.首先,从原理上对设计方案进行了论证.该方案中宏动工作台和微动工作台共用位置反馈系统构成闭环控制,并基于压电陶瓷致动器及柔性铰链设计的六自由度微动工作台对宏动工作台进行直线定位误差及角度误差的综合补偿.然后,基于设计方案设计了宏动工作台及微动工作台的结构.最后,对安装调试后的宏微工作台系统进行了直线组合定位测试及角度误差修正测试.实验结果表明,该工作台系统的宏动行程达到了200 mm×200 mm;在闭环控制下,通过六自由度微动工作台的补偿作用可使各角度偏差由上百秒降至10″以内,由此工作台系统在全行程内的直线定位误差可由3μm降至25 nm以内.实验结果验证了提出的组合定位系统的有效性.