二維納米測量定位裝置的研究.pdf

1、納米科學技術的發(fā)展離不開納米測量定位技術的研究。針對國內(nèi)二維納米級測量定位裝置行程范圍小的不足,本文對大行程的自行搭建的二維納米測量定位裝置進行研究,以實現(xiàn)對超精密零件的二維尺寸與表面粗糙度的納米級測量。其具體研究內(nèi)容如下:
　　首先,分析了Zygo雙頻激光干涉儀的測量誤差,并利用該干涉儀對二維微動平臺及二維氣浮平臺進行了標定。根據(jù)標定的結(jié)果去除二維微動平臺的綜合誤差,然后利用反相法對二維微動平臺的定位誤差進行補償,補償前,X軸的

2、最大定位誤差為300nm,Y軸的最大定位誤差為-295nm,補償后,X軸的最大定位誤差為±20nm,Y軸的最大定位誤差為±25nm。二維氣浮平臺 X軸的定位誤差為243nm,Y軸的定位誤差為221nm,利用二維微動平臺做為微動臺,二維氣浮平臺作為宏動臺,采用宏微結(jié)合的方式補償后,二維定位平臺的定位誤差最大為57nm,X軸的定位精度為139nm,Y軸的定位精度為126nm。
　　其次,對二維納米測量定位裝置的測量系統(tǒng)進行了設計與分析

3、。測量系統(tǒng)中選用光譜共焦位移傳感器做為測頭;從理論上對裝置的懸臂式支架變形進行了研究,并進行優(yōu)化設計,確定支架的結(jié)構參數(shù);對其結(jié)構動態(tài)特性進行了分析,并利用Ansys軟件對支架進行了模態(tài)分析及諧響應分析;為了自動控制測頭,利用了相應的電機控制電路。
　　最后,利用高等級的量塊對二維測量定位裝置進行校準并對物體二維尺寸及表面粗糙度進行測量,對裝置的測量誤差及測量不確定度進行了分析。實驗結(jié)果表明:二維納米測量定位裝置的測量誤差較大,但