大量程場(chǎng)式時(shí)柵位移傳感器設(shè)計(jì)制造及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、納米位移測(cè)量技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的基礎(chǔ)和導(dǎo)向,也是重大科學(xué)的前沿,國(guó)內(nèi)多位學(xué)者已經(jīng)展開了納米測(cè)量技術(shù)的相關(guān)研究。納米直線位移傳感器是現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防軍工等特殊需求的核心技術(shù)和關(guān)鍵部件。目前,量程可以達(dá)到幾百毫米的納米級(jí)位移傳感器主要是包括光柵、激光干涉儀、感應(yīng)同步器、容柵、磁柵等。但是就現(xiàn)階段而言,一百毫米以上的大量程的納米測(cè)量只有光柵和激光干涉儀兩種測(cè)量?jī)x器可以實(shí)現(xiàn)。
  光柵傳感器是目前最常見的納米測(cè)量?jī)x器,光柵是利用精密的刻線測(cè)

2、量位移量,也就是說光柵的精度、分辨率完全依賴于儀器加工時(shí)刻線的精度。目前,海德漢公司研制的LIP201型光柵位移傳感器在270 mm量程內(nèi)精度實(shí)現(xiàn)了±100 nm。但光柵刻線加工時(shí)受到光學(xué)衍射極限、測(cè)量范圍與測(cè)量精度相互制約的影響,制約光柵進(jìn)一步向納米級(jí)發(fā)展。
  時(shí)柵傳感器是針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外納米測(cè)量的技術(shù)瓶頸由我國(guó)首次提出的以時(shí)間測(cè)量空間的方式,是一種利用“柵面”代替“柵線”測(cè)量位移的儀器。電場(chǎng)式時(shí)柵位移傳感器是基于電場(chǎng)耦合原理和

3、微納加工技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)的一種新式時(shí)柵傳感器。相比傳統(tǒng)時(shí)柵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、工藝成熟、測(cè)量精度高等特點(diǎn)。電場(chǎng)式時(shí)柵是向著大量程納米級(jí)測(cè)量?jī)x器的研究的一項(xiàng)突破性項(xiàng)目,同時(shí)將在理論的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出傳感器樣機(jī)。
  本文作者主要針對(duì)電場(chǎng)式時(shí)柵傳感器的樣機(jī)加工,進(jìn)行了以下幾點(diǎn)工作:(1)簡(jiǎn)單介紹了電場(chǎng)時(shí)柵的傳感器的設(shè)計(jì)原理并利用COMSOL軟件建立電場(chǎng)仿真模型,分析傳感器的電場(chǎng)分布情況,初步確定了傳感器的電極間距、動(dòng)定尺間距、電極間隙對(duì)于電

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