激光聚集方法在纳米计量领域的应用

本文主要描述激光聚焦方法在纳米计量领域的应用.利用该方法在纳米测量机平台上对各种标准台阶进行测最验证,并对测量过程中对结果造成影响的因素做出不确定度分析,测量结果通过En评估法与国际计量机构(如PTB和NIST)提供的标准值比对后得出所有En比对值均低0.5,从而证实该方法对台阶测量是非常有效的.     

1等标准光滑圆柱环规检测装置

本装置是在具有高精度导轨的SIP三坐标测量机上架设激光干涉仪作为测量标准器，利用电感测微仪作为瞄准器，使测量可以直接溯源到激光波长，实现了1等标准光滑圆柱环规的高精度测量。装置对φ50mm标准环规直径测量的不确定度达到70．15μm。通过与瑞士国家计量局和国家计量院的比对测量证实，无论在国内还是国际环规测量方面，该装置已达到先进水平。     

基于MEMS微触觉测头和纳米测量机的特征尺寸测量

针对微小结构几何量测量的需求,通过集成MEMS微触觉测头和纳米测量机构建了高精度的测量系统.在验证测头性能的基础上,完成了一系列判断测头测量分辨力和精度的实验,在轴向、同向横向、异向横向三个方向测量的标准偏差分别为41.755 2 nm,6.05 μm,6.16μm,同时,在扫描实验中进程回程扫描差值的标准偏差为23.088 nm.     

基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法研究

建立了一种基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法。以国家自溯源光栅标准物质来建立标准样板校准溯源体系的可行性为基础,保障测量仪器更高精度、可溯源性;设计并制备了节距长度有序递增的多周期电子束直写光栅样板,满足可适配于不同分辨率的nm测量仪器的需求,名义节距值分别为200、400、600、800、1 000 nm。经国家自溯源光栅标准物质比对后的AFM完成对nm栅格标准样板的测量与表征,实验表明：电子束直写制备的光栅标准样板均匀性水平1 nm,相对不确定度低于2%,光栅均具有良好的均匀性、准确性以及稳定性,验证了研制的光栅标准样板能作为一种理想的实物标准运用于nm几何量量值溯源体系。     

混响室法测量吸声系数的不确定度评价

通过对材料吸声系数混响室法测量分析,确定了该类方法测量结果不确定度的来源。对不确定度构成分量进一步分析,结果表明吸声系数的测量不确定度主要由混响时间测量的不确定度所决定,混响室体积、试件尺寸和声速测量的不确定度对吸声系数测量结果的不确定度贡献很小。混响时间测量结果的不确定度主要取决于混响室声场扩散程度,而测量装置本身引入的不确定度贡献较小。     

一种无损检测标准伤痕试样的校准方法

本文提出一种基于光切原理的新测量方法,可高精度地测量深窄槽型的表面伤痕的深度.该方法将光切图像用于瞄准,并用三坐标测量机作为测量的标准器,通过两次调焦瞄准的方法测量深度尺寸,可将深度测量范围提高至10mm,测量不确定度在10μm以内,有效地解决了高精度标准表面伤痕试块的校准问题.     

大尺寸空间计量仪器的应用与校准

随着激光跟踪仪、激光扫描仪或激光雷达、室内GPS等新型大尺寸空间测量仪器在航空、船舶和风电等高新技术行业应用愈加广泛,大尺寸量值溯源问题成为各国计量机构研究的热点.本文综述了多种空间测量仪器的原理、应用,以及国内外进行的校准研究,并提出了我国建设完整的空间大尺寸测量仪器校准平台的重要意义.     

纳米尺度标准样片光学表征方法的研究

重点研究了纳米尺度标准样片的光学表征方法。采用基于纳米测量机(NMM)的激光聚焦传感器(LFS)和扫描白光干涉传感器(SWLIS)分别对平面尺度的标准样片和台阶标准样片进行了测量、分析与比较。实验结果表明,利用该纳米测量机LFS对标定值为3μm的TGZ1一维栅格样片进行测量,其扩展不确定度为4.2 nm,实现了精确表征。利用SWLIS测量方法对标定值为49.217μm的SHS8-50.0高台阶标准样板进行测量,测量不确定度分析结果为0.065 7μm,实现了采用光学检测技术跨尺度对纳米尺度精密器件和结构进行表征。扩大了基于纳米测量机光学表征方法的应用范围,有利于纳米几何量量值溯源体系的建立。     

球棒球心距测量装置及装校方法

激光干涉仪直接测量球棒球心距是目前国际上球棒标准器量值溯源的一种新颖且有效的方法,根据该原理构建球棒球心距测量装置。通过激光干涉仪校准、导轨滑动平台直线度调节以及球座和角锥反射镜座装校等方法,来降低几项主要误差来源,并进行实验及不确定度分析。当测量球心距为300 mm的标准球棒时,装置的扩展不确定度可达0.5μm。通过与德国DAkks校准证书中采用的三坐标测量机法进行比对,En值为0.41,验证不确定度评定的合理性。实验结果表明:该装置的构建为我国高精度球棒的量值溯源提供新的校准方案,具有良好实用性。