精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量已經(jīng)廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量領(lǐng)域中, 實(shí)現(xiàn)微位移測(cè)量最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于精確的定位和精細(xì)的運(yùn)動(dòng)。文章設(shè)計(jì)了一種基于應(yīng)變方式進(jìn)行二維微位移( 納米級(jí)) 測(cè)量的系統(tǒng), 詳細(xì)闡述了該系統(tǒng)主要組成部分:?精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)傳感器、處理電路及相關(guān)系統(tǒng)軟件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)可以滿足二維微( 納米級(jí)) 測(cè)量的要求。
關(guān)鍵詞:精密微調(diào)平臺(tái)微處理器。

? ? 精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量已經(jīng)在精密測(cè)量、超精密加工、微型裝配、納米技術(shù)、基因工程的顯微操作系統(tǒng)等方面顯示了越來(lái)越重要的作用。而精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于精確的定位和精細(xì)的運(yùn)動(dòng), 因此設(shè)計(jì)定位精確, 高精度的精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量平臺(tái)已經(jīng)成為這些測(cè)量領(lǐng)域一個(gè)重要而艱巨的任務(wù)。

? ? 目前二維精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量的方法主要有: 采用杠桿與柔性鉸鏈組合的二維精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量平臺(tái), 該精密微調(diào)平臺(tái)通過激光干涉儀檢測(cè)兩組杠桿平行四邊形機(jī)構(gòu)的位移來(lái)實(shí)現(xiàn)二維微位移測(cè)量[ 1] ; 二維精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量柔性工作臺(tái), 其柔性導(dǎo)向系統(tǒng)通過集成行進(jìn)放大器推動(dòng)多撓曲平行四邊形實(shí)現(xiàn)定位, 其上配備的電容型位置反饋傳感器在閉環(huán)狀態(tài)下為定位提供了納米級(jí)的分辨力[ 2] ; 以正交衍射光柵為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的二維精密微調(diào)平臺(tái)工作臺(tái), 通過測(cè)量光柵運(yùn)動(dòng)位移與所產(chǎn)生干涉條紋的相移之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)微位移的測(cè)量[ 3] 等。國(guó)外在微位移測(cè)量方面的研究技術(shù)趨于成熟, 已經(jīng)研制出高精度的精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量平臺(tái)。但國(guó)內(nèi)目前的二維精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中, 微位移機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和定位的精確性上都有很大的局限性, 難以滿足多種測(cè)量領(lǐng)域的需要。本文提出的采用應(yīng)變式傳感器等構(gòu)成的二維微位移測(cè)量平臺(tái), 可在50 um 的全量程范圍內(nèi)進(jìn)行精密的二維精密微調(diào)平臺(tái)測(cè)量, 分辨率可達(dá)到1/ 5 000 fs —— 1/ 10 000 fs。具有體積小、集成度高、精確度高的優(yōu)點(diǎn), 有利于提高整個(gè)微精密微調(diào)平臺(tái)的精度、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。