本文關(guān)鍵詞：基于TDC的納米級(jí)位移測(cè)量方法及其誤差分析

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【摘要】：納米測(cè)量技術(shù)和測(cè)量裝置的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步將帶動(dòng)納米技術(shù)的快速發(fā)展.微觀操作的重要的基礎(chǔ)之一就是微納尺度位移的精確的測(cè)量.本文針對(duì)在電子掃描顯微鏡真空腔中工作的微納操作機(jī)器人的末端運(yùn)動(dòng)測(cè)量問(wèn)題,采用時(shí)間 數(shù)字轉(zhuǎn)換(time-digital covertor,TDC)方法,測(cè)量通過(guò)電阻應(yīng)變片給標(biāo)準(zhǔn)電容充電放電的時(shí)間來(lái)計(jì)算其應(yīng)變量,進(jìn)而計(jì)算其位移.進(jìn)一步分析了本方法的誤差傳遞和系統(tǒng)耗散功率,并與傳統(tǒng)的惠斯通電橋方法進(jìn)行了比較,可以得出本方法在誤差優(yōu)化的同時(shí),耗散功率有極大的降低,對(duì)于真空中散熱困難的操作條件下,有較大的優(yōu)勢(shì).對(duì)傳感的漂移、精度、分辨率和線性等問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制和重復(fù)微觀單元測(cè)試等應(yīng)用演示,證明方法的有效性.
【作者單位】： 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院;中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所;
【關(guān)鍵詞】： 納米位移 誤差分析 時(shí)間  數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC) 位移測(cè)量 漂移
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):61473295,61528304,71401189) 北京市自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):4152054)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TN16
【正文快照】： 1引言納米級(jí)的操作機(jī)器人在現(xiàn)在微觀操作的長(zhǎng)足發(fā)展的今天越來(lái)越受到重視,這一技術(shù)在諸如納米材料操作、芯片檢測(cè)、生物細(xì)胞操作等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景.而在電子掃描顯微鏡(scanning electronmicroscopes,SEM)中的操作手在這一類研究中有著很多優(yōu)勢(shì):在圖像方面,電子掃描顯微

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