超精密測量光路中調(diào)焦位移共軸檢測技術的研究.pdf

1、本課題是福建省科技計劃重點項目“柔性電路FPC非電量參數(shù)在線質量控制技術研究”中的一項關鍵技術——實現(xiàn)超精密光學測量系統(tǒng)中調(diào)焦位移的共軸檢測，解決該系統(tǒng)中存在的原理性誤差問題，并最終提高光學測量系統(tǒng)的測量精度。 在應用各種光學原理實現(xiàn)對超精加工表面的幾何量測量中，精加工表面面形及微觀形貌是由位移傳感器記錄光學測頭的離焦量而得到的。電容式位移傳感器具有很多優(yōu)點，是記錄調(diào)焦位移的關鍵部件。結合實現(xiàn)光學測量系統(tǒng)測頭的小型化及減小邊緣效

2、應影響等要求，可用變極距式平板電容位移傳感器實現(xiàn)光學測量系統(tǒng)調(diào)焦位移的共軸檢測。本文突破了普通平板式電容位移傳感器的結構限制，設計了一種新型的中間通光、環(huán)狀電極、帶雙等電位保護環(huán)電容式位移傳感器，使測量光路的測量光軸從極板的對稱中心穿過，傳感器對稱軸與光路的光軸重合，從而滿足阿貝測量原則；改變傳統(tǒng)機械加工工藝，采用微機電系統(tǒng)(MEMS)工藝加工雙等位環(huán)電極極板，可以使極板做得很薄，約為幾微米；等位環(huán)與電極極板之間的間隙很薄，約為10μm

3、，有效減小了邊緣效應附加電容的影響，從而提高了測量的線性度和測量精度；設計了改進型的電容運算放大器檢測電路。最后，通過數(shù)據(jù)采集卡將測量信號采集到計算機，由計算機將數(shù)據(jù)處理、顯示輸出，實現(xiàn)了智能化。 課題主要的研究工作內(nèi)容有： 1.對平板式電容傳感器的邊緣效應及其對輸出特性的非線性影響進行定性分析； 2.根據(jù)課題設計要求，應用AutoCAD軟件繪出中間有通光孔的雙等位環(huán)電極極板的結構； 3.設計電極極板加工