超精密振动位移测量仪的研究

DWS／DWM型超精密振动──位移测量仪是一种用电容不接触方法测量机械振动和机械位移的精密仪器,既是测振仪,又是电子测微计。主要用来测量各种金属零部件的机械振动和机械位移以及可以转换成机械位移的其它机械量（力、压力、变形、直线性及厚度等）,特别适用于旋转轴的回转精度、往复机构的运动精度测量,以及不能受力、伯划伤的小型、精密零部件的振动、位移与尺寸检测。也适用于非金属物体的振动、位移测量。“DWS”为4位数字显示,“DWM”为直流表头指示。仪器的主要技术指标：1．量程／分辨率“DWS”：±3．000／0．002pm士3…     

分频率达2nm的振动-位移测量仪通过部级鉴定

[本刊讯]本刊记者徐鸿根报道:由北京机床研究所研制、泰兴机床测试仪器厂生产的第四代电容式量仪──DWS(数显式)/DWM(指示式)型不接触式超精密振动一位移测量仪,于 1988年 12月通过部级鉴定。该仪器分辨率可达2nm(0.002μm),测量范围为±300 μm,频率响应可达 0～ 7.5 kHz;非线性误差:“DWS”<0.25%,“DWM”<0.4%,零点漂移,在开机10分钟后测量为<1%/4h;信噪比可达2400:1,即67.6 dB。该仪器各项主要性能指标均具有国内外先进水平,特别在频响宽、预热时间短等指标上具有明显的领先优势,并独创了非线性补偿量可调功能,对球面测量对象的…     

长光栅线位移数字测量系统

<正> 中科院光电技术研究所为满足我国机电一体化和传统机床改造的需要,先后开发了SX-5和SX-6两个系列长光栅线位移数字测量系统。该系统由长光栅线位移传感器和光栅数显表组成。主要技术数据:光栅:25线/mm和50线/mm,精度:±2μm/m;标尺光栅同指示光栅间采用滚动摩擦,回程差:<2μm;工作速度:60m/min;输出讯号双路正弦波或方波任选。数显表的最小分辨率:0.5μm,具有细分预置,D/R和mm/in转换,线性误差修正功     

DW1振动──位移测量仪

DW1振动──位移测量仪是一种电容调频原理的天接触式机械量测量仪器。它具有电压和电流输出,供电子示波器显示或振子记录仪记录被测信号的波形。适当改变传感器结构,还可以测量力和气、液的压力等参数。该仪器尤其适合于精密机床主轴的振动和轴心漂移的测量。该仪器具有以下特点; 1.测量头与被测物体不接触,。因此,具有无摩擦、无惰性、工作可靠等优点。 2.灵敏度高:采用相位式鉴频器,灵敏度大于 1伏/千周。振荡器的振荡频率较高,最高为4兆周。仪器在最高档(±1微米)工作时。仪器总灵敏度S≥4伏/微米。 3.稳定性较好:对决定仪器稳定性的…     

六自由度微位移定位平台的设计与试验

压电叠堆与柔性机构构成了微位移的基本形式,其行程与精度、输出力的矛盾需要结合应用要求对结构进行综合设计。针对所构建的超精密加工工具对六自由度微位移的需求,提出了一种以压电叠堆作为驱动元件,以柔性铰链和楔形机构作为传动机构的空间六自由度微位移定位平台。由于压电叠堆需要一定的预紧力才能发挥其微位移精度和输出力的优势,通过静力分析,得出了微位移平台各个自由度驱动力和位移输出关系的表达式及刚度表达式,对结构进行了优化。试验表明,各自由度的行程与分辨率如下:x,y,z方向的最大位移分别为7.48,8.33和4.14μm,分辨率为0.01μm;沿θ_x,θ_y,θ_z方向的最大旋转角度均为0.13°,分辨率为0.01°,满足所构建的超精密加工工具定位的精度要求。试验获得了微位移定位平台的激励电压与各自由度位移输出曲线,为平台的运动、定位控制提供了依据,也为柔性铰链机构和楔形机构在其他结构中的应用提供了理论依据和试验基础。     

压电主动元件设计与实验研究

为自适应调节和改善空间结构动力学性能 ,利用压电材料的正逆压电效应 ,研制了一种具有传感和驱动双重功能的压电主动元件。该主动元件由压电驱动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出和实时检测微位移和力的功能。提出了压电主动元件的设计理论 ,并给出其工作机理及组成结构。针对其关键部件——压电驱动器进行了静态实验研究 ,包括位移输出情况、重复精度和稳定性实验。实验结果表明该驱动器输出位移可达 63 .2 μm、重复精度± 0 .0 5μm、稳定性 <0 .1μm,能够用于空间可展结构的精密微位移控制     

加强我国精密、超精密加工技术的研究与发展

精密、超精密加工技术在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用。并且随着科学技术的发展,机械加工所能达到的精度也有很大的提高。因此,精密、超精密加工的概念范围也在发生变化。现在国内外文献中谈论的精密、超精密加工,几乎都是指微米级(形状尺寸误差为3～0.3μm,表面粗糙度为 Ra 0.3～0.03μm)、亚微米级(精度为0.3～0.03μm,粗糙度为 Ra 0.03～0.005μm)和纳米级(误差小于0.03μm,粗糙度值小于 Ra 0.005μm)精度的加工。人们常把微米级精度加工称为精密加工,而亚微级和纳米级精度加工则称为超精密加工。为了…     

用于纳米加工的二种产品

天津大学机械学院在承担国家自然科学基金多个项目中,涉及纳米加工技术,为此研制了多种用于纳米加工技术的产品,下面介绍其开发研制的已能用于实验和生产的2种产品。 　　1. 高刚度微位移工作台 　　主要技术参数： 　　最大载荷——20kg; 　　最大行程——16μm; 　　位移分辨率——0.05μm; 　　重复定位精度——0.1μm。 　　2. 高分辨率微进给驱动电源 　　主要技术参数： 　　输入电压——0～5 V; 　　输出电压——0～300 V; 　　输出电流——200 mA; 　　电压调整率——＜0.005%; 　　输出时漂——30 mV/h; 　　输出电压分辨率——20 mV。 　　3. 超声波磨削复合加工机 　　超声波磨削复合加工机的加工原理是由压电陶瓷换能器发出20kHz的超声频率的振动信号,作用于高速磨削主轴金刚石磨头的端部,使金刚石磨头在高速旋转的同时具有高频振动,即磨头在切削(磨削)区还能产生高频振动冲击和超声空化作用,对被加工的硬脆材料进行破碎、挤压、变形和修整,完成小孔、复杂形状型腔和型孔的加工。     

长光栅数显表中5μm分辨率的实现

用数显表与不同的传感器相配,只要将传感器的输出信号做相应的处理,就可得到各种类型的精密位移测量系统.如在直线位移测量中可与长光栅尺、圆光栅尺、磁栅、感应同步器等相配合,组成各种精度不同的测量系统.其中以长光栅数显表的分辨率为最高,可达10μm、5μm、2μm、1μm,甚至还可更小.因此,长光栅位移传感器及数显表已成为瞩目的新技术.     

压电超精密定位台的动态迟滞建模研究

为了提高压电超精密定位台的建模精度,采用Backlash-Like迟滞非线性模型来描述压电超精密定位台的迟滞特性,采用基于遗传因子的递推最小二乘法来辨识Backlash-Like模型的参数,并结合压电超精密定位台的动态特性,建立了压电超精密定位台的二阶动态迟滞模型。通过实验得到,对比Backlash-Like模型,动态迟滞模型在频率为30和40 Hz时,最大输出位移误差由1.21和1.39μm下降到0.32和0.44μm,且最大相对误差分别仅为3.5%和4.4%,平均位移误差由0.53和0.76μm下降到0.17和0.21μm,平均相对误差由1.93%和3.38%下降到1.11%和1.37%。实验结果验证了提出的动态迟滞模型,既能减小了因压电超精密定位台的动态特性而引起的系统误差,又能很好地模拟其迟滞特性与动态特性,并且避免了不同频率下的模型参数反复辨识问题,提高了压电超精密定位台在高频、快速、大行程定位中的精度。该方法简单且适应性强,易于工程实现。     

德国斯宾纳机床——2006上海国际金属加工展预览

1.品牌产品——超精密数控车削中心SB/C-T M C(1)通孔直径32毫米;40°斜置高强度整体刚性铸铁床身,有限元法优化设计。(2)标配直线光栅,分辨率0.1μm,全闭环数字控制。(3)P2级高运转精度轴承,确保主轴的高动态精度。(4)独特的高精度高刚性行星滚珠丝杠;径向微调高精密卡盘/弹簧     

精密可控工作台的实验研究

实验探讨和研究了精密可控工作台的位移测量系统，计算机控制系统和微位移系统。实现了传统光学到尺数字化，使具有0．5mm刻度值的标准刻尺达到了1μm的分辨率和2μm的测量精度，并成功地用于精密可控工作台的位移实时测量，具有一定的实用价值。     

多光栅测角系统精密转台轴系设计

精密转台是精密测量仪器的重要组成部分,转台轴系精度对仪器整体精度有重要影响。文中根据多光栅测角传感器特点,设计了一台一维精密转台,通过有限元分析完成转台的力学性能分析。其中,使用ANSYS软件对转台进行静力学分析,仿真使用环境下转台的应力分布和位移分布情况;通过动力学模态分析,得出转台各阶振型及相应固有频率。完成设计和仿真后,使用千分表对转台轴系的轴向跳动和径向跳动进行测量,通过建立数学模型分析转台回转精度,验证转台轴系回转精度达到4. 3″。     

基准环规检定和传递

内径环规基准件的检定至今仍是一个很伤脑筋的问题 ,因为希望环规的不确定度能保证在± 0 5μm范围内 ,而这样高的精度是很难达到的。表 1列出了在现有水平下测量环规直径所用的仪器及测量方法。表 1　测量环规所用仪器、方法和精度仪器名称规格型号测量方法 仪器精度μm卧式测长仪4J、JD5、JDY -1 0 0T -UIM -5 0 0、ZEISEOPTON绝对测量± (2 +L/1 0 0 )测量仪MUT -1 0 0 0、TJA相对测量± (0 6+9L/1 0 0 0 0 )象点反射比长仪 2 0 0型数字式比长仪直接测量± (0 5 +L/3 0 0 +H/1 0 0 )孔径测量仪 70 1A干涉比较测量± 0 5…     

纳米级精度的线宽测量仪

在大规模集成电路生产中,对掩膜版与硅片刻线宽度的在线检测是保证质量的重要手段。本文介绍了一种高精度,自动化的线宽测量仪。阐述了其原理,构成及设计中有关问题。经实验表明:该仪器的重复测量精度≤±0.005μm;测量精度为±0.02μm.     

刚度测量中螺管型差动式电感位移传感器的研制

在精密弹性元件的刚度测量中,需要对弹性元件变形的位移进行测量,位移测量的准确性是保证测量精度的关键技术之一.结合精密弹性元件刚度测量的实际情况,设计了一种量程为400μm,分辨率为0.1μm,在全量程内线性度为±0.1 μm/400μm的非接触式螺管型差动式电感传感器,叙述了标定方法和二次仪表电路的设计,并且成功地应用于刚度测量中,解决了实际生产的需求.     

精密加工和超精密加工的几种方法

图1表示了二十世纪以来,一般加工、精密加工和超精密加工的发展趋势。可见当今的超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.01μm数量级,表面粗糙度为Rz0.01μm数量级的加工,加工中所使用的设备,其分辨率和重复精度应为0.01μm数量级,当然测量仪器应高一个数量级,达到0.001μm。     

超精密柔性压电式微位移机构的研究

设计了一种超精密压电式微位移机构,此机构以压电陶瓷作为驱动器,以对称杠杆式柔性铰链放大机构作为导向机构,弥补压电陶瓷位移行程过小的缺点.机构输出位移由原来的11.6μm放大到100μm,能够满足许多长行程、超精定位运动的需要.对此微位移机构进行定位精度测试,并将它作为位移补偿装置安装于精密滚珠丝杠副驱动的机床上,机床定位精度由原来的1μm上升到0.01μm,定位精度得到显著提高.     

数显技术讲座：第十讲 国内外数显装置及其选用

一、常用位移传感器 (一)感应同步器 1.直线分离式单块尺标准长度250mm,GZD-1型有0级±1.5μm(国外±1μm)和1级±2.5μm,2级±5μm三种,前两种成品率达95％以上。标准长度400～1100mm有:00级±1.5μm,0级±3μm,按有的企业标准GZD-2型窄尺精度与GZD-1型基本相同。GZH-1(标准式)、GZH-2型(窄式)滑尺精度也分为0级(±0.8μm)、1级(±1.5μm)和2级(±2.5μm)三种,与相应精度等级的定尺配套使用。 2.组装式尺将定尺、滑尺组装在一个封闭的金属壳内并准确地调整好其相对位置和间隙,密封型结构,安装方便。国内组装尺型号较多,精度一般为±0.005     

基于ARM的新型磨削加工主动测量控制仪的设计

提出了基于ARM高性能处理器的磨削加工主动测量控制仪,通过ARM处理器控制CPLD进行数字信号的输入以及控制信号的输出,采用16位A/D芯片进行模数转换,选用DGUS触控屏设计人机交互界面。采用该仪器可提高测量精度,操作方便,仪器分辨率可达0.5μm,精度可达0.5μm/8h。