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产品装配技术的研究现状、技术内涵及发展趋势 被引量:105
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作者 刘检华 孙清超 +4 位作者 程晖 刘小康 丁晓宇 刘少丽 熊辉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2-28,共27页
当前国内外精密/超精密加工技术的快速发展,使得零部件加工精度和一致性得到显著提高,装配环节对产品性能的保障作用正日益凸显,相关研究越来越得到国内外学者的关注。针对目前我国产品装配技术研究相对滞后,缺乏相关研究体系的现状,在... 当前国内外精密/超精密加工技术的快速发展,使得零部件加工精度和一致性得到显著提高,装配环节对产品性能的保障作用正日益凸显,相关研究越来越得到国内外学者的关注。针对目前我国产品装配技术研究相对滞后,缺乏相关研究体系的现状,在总结国内外产品装配技术的研究现状基础上,阐述了其分类和内涵,建立了产品装配技术的研究体系框架,并对其面向装配的设计、装配工艺设计与仿真、装配工艺装备、装配测量与检测、装配车间管理等主要研究方向进行了论述,最后指出了未来产品装配技术的集成化、精密化、微/纳化和智能化的发展趋势。 展开更多
关键词 集成装配 精密装配 微/纳装配 智能装配 面向装配的设计 装配工艺设计 装配工艺装备 装配测量 装配车间管理 建模与仿真
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微化工系统的原理和应用 被引量:18
2
作者 骆广生 王凯 +2 位作者 王玉军 吕阳成 徐建鸿 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1637-1642,共6页
介绍了微化工系统是以微米尺度微结构化工装备为核心的化工系统,是实现化工过程绿色、安全、高效的重要途径之一。阐述了微化工系统基于微尺度下流动可控以及混合传递高效的特点,可以有效地提高反应和分离过程的表观速率,大幅度缩小装... 介绍了微化工系统是以微米尺度微结构化工装备为核心的化工系统,是实现化工过程绿色、安全、高效的重要途径之一。阐述了微化工系统基于微尺度下流动可控以及混合传递高效的特点,可以有效地提高反应和分离过程的表观速率,大幅度缩小装备尺寸,提高过程的安全性。指出了近年来微化工系统在材料可控制备、新型测试技术和反应分离强化等方面发展迅速,与传统化工系统相比,微化工系统在诸多领域中显现出了优势。 展开更多
关键词 微化工系统 微流动 纳微材料 微测试 微反应/分离
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微纳米三坐标测量机测头的研究进展 被引量:15
3
作者 黄强先 余惠娟 +1 位作者 黄帅 钱剑钊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1264-1272,共9页
根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振... 根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振触发方法和触发测头。最后对微纳米三坐标测头的研究与开发趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 测头 微纳测量 微纳米坐标测量机 三维测量
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微纳米尺度流动实验研究的问题与进展 被引量:11
4
作者 李战华 郑旭 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1-11,共11页
微纳米实验流体力学研究的流动特征尺度在1mm^1nm范围,处于宏观流动到分子运动的过渡区。连续介质力学与量子力学这两个经典理论的衔接,提出了诸如连续性假设适用性、边界滑移等基本理论问题。同时从微纳米尺度研究界面处液/固/气的耦合... 微纳米实验流体力学研究的流动特征尺度在1mm^1nm范围,处于宏观流动到分子运动的过渡区。连续介质力学与量子力学这两个经典理论的衔接,提出了诸如连续性假设适用性、边界滑移等基本理论问题。同时从微纳米尺度研究界面处液/固/气的耦合,化学、电学性质对流动的影响值得关注。微纳米实验测量仪器融入了力、电等测量手段,要求测量空间精度达到nm量级,力的测量精度达到pN,时间分辨率达到ns。本文围绕连续性假设适用性、边界滑移、微纳米粒子布朗运动及微尺度涡旋测量等问题,介绍了Micro/Nano PIV、示踪粒子流场显示等技术应用于微纳流场观测的进展与难点。目前微纳米流动测量仍然沿着经典流体力学测量"小型化"的思路开展,而纳尺度的测量期待着新的实验方法与技术的提出。 展开更多
关键词 纳流动 实验测量 界面
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微纳测量机测头弹性结构的参数设计 被引量:10
5
作者 陈晓怀 陈贺 +2 位作者 王珊 李瑞君 高伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2587-2593,共7页
根据微纳米三坐标测量机对测头各项指标的要求,提出了4种测头弹性结构的设计方案。通过力学分析建立测头弹性结构三维刚度模型,应用有限元分析软件ANSYS分别对4种弹性结构的刚度进行仿真计算;然后,分析讨论了4种弹性结构的性能特点。综... 根据微纳米三坐标测量机对测头各项指标的要求,提出了4种测头弹性结构的设计方案。通过力学分析建立测头弹性结构三维刚度模型,应用有限元分析软件ANSYS分别对4种弹性结构的刚度进行仿真计算;然后,分析讨论了4种弹性结构的性能特点。综合考虑测量刚度、灵敏性及结构紧凑稳定等多种因素,选择十字型结构作为微纳米测量机测头的弹性结构,并对其进行了结构参数的优化和测头刚度各向同性设计。搭建了高精度三维微位移测试平台,对测头的测量范围、线性、位移误差进行了实验验证。仿真分析和实验结果表明,测头的弹性结构满足测量范围40μm×40μm×20μm、测量刚度小于0.5mN/μm及刚度各向同性的要求,整体测量误差小于100nm。 展开更多
关键词 坐标测量机 微纳米测量 接触扫描测头 弹性结构设计 有限元分析
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白光干涉测量系统的测量不确定度评定 被引量:9
6
作者 蔡潇雨 魏佳斯 +3 位作者 孙恺欣 刘娜 张学典 庄松林 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期731-737,共7页
白光干涉测量系统(white-light interference system,WLIS)广泛用于微纳米表面形貌的精密测量,其测量不确定度评定是研究白光干涉测量系统计量特性的一项重要工作。基于微纳米线间隔和台阶,建立了WLIS测量表面形貌时的测量模型,明确了... 白光干涉测量系统(white-light interference system,WLIS)广泛用于微纳米表面形貌的精密测量,其测量不确定度评定是研究白光干涉测量系统计量特性的一项重要工作。基于微纳米线间隔和台阶,建立了WLIS测量表面形貌时的测量模型,明确了测量不确定度来源;以5000 nm的线间隔和180 nm的台阶高度为例,利用WLIS进行了测量,并分析WLIS的测量重复性、光学组件特性、传感器特性、运动模块性能、测试方法及环境等因素产生的不确定度分量,最终评定该WLIS测量线间隔和台阶高度的合成测量不确定度分别为21 nm和0.4 nm。对WLIS的不确定度评定确保了其测量结果的准确性、溯源性,并提出了提高系统整体计量特性的途径。 展开更多
关键词 计量学 表面形貌测量 微纳米测量 白光干涉 线间隔 台阶高度 不确定度
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接触测量中的微探球力变形研究 被引量:6
7
作者 李志渤 黄强先 +2 位作者 赵剑 尤焕杰 程真英 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第14期1926-1929,共4页
随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高,测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论,构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型,给出了最大... 随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高,测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论,构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型,给出了最大允许测力估计方法和力变形计算方法。以现有的3种微纳米三坐标测量机微探球为参考,分别估计了允许最大测力及引起的力变形。结果表明,对于纳米量级测量不确定要求,接触式测量中微探球的受力变形误差是不可忽略的。 展开更多
关键词 微探球 力变形 微纳米测量 接触测量
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微球球度测量技术的研究进展 被引量:5
8
作者 黄强先 胡小娟 +3 位作者 卞亚魁 梅腱 张连生 陈丽娟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1271-1277,共7页
根据目前微球球度测量技术的原理,首先将其分为接触式测量和非接触式测量,其中非接触测量主要分为光学图像测量法和激光干涉测量法,就此对国内外微球球度测量技术进行了介绍和比较,并指出各种测量技术需要解决的问题。然后针对这些技术... 根据目前微球球度测量技术的原理,首先将其分为接触式测量和非接触式测量,其中非接触测量主要分为光学图像测量法和激光干涉测量法,就此对国内外微球球度测量技术进行了介绍和比较,并指出各种测量技术需要解决的问题。然后针对这些技术的局限性,如被测尺寸较大、测量精度不高、测量对象材料限制等,探讨了目前正在研究中的新型球度测量方法和技术。最后对微球球度测量方法和技术的研究及开发趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 微球 球度 三维测量 微纳测量
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光谱共焦测量技术综述 被引量:4
9
作者 王梓 石俊凯 +6 位作者 陈晓梅 姜行健 李冠楠 霍树春 高超 朱强 周维虎 《半导体光电》 CAS 北大核心 2022年第4期752-759,共8页
测量技术正不断向着精密化、智能化、集成化的方向发展,具有代表性的光谱共焦测量技术是在激光共焦显微技术的基础上发展而来,利用色散原理和光谱仪解码分析实现高精度测量。光谱共焦测量技术可进行位移测量、三维重建、表面粗糙度检测... 测量技术正不断向着精密化、智能化、集成化的方向发展,具有代表性的光谱共焦测量技术是在激光共焦显微技术的基础上发展而来,利用色散原理和光谱仪解码分析实现高精度测量。光谱共焦测量技术可进行位移测量、三维重建、表面粗糙度检测和厚度检测,具有无接触、高效率、在线测量等优点,在精密测量中发挥着重要作用,被广泛应用于微电子、工程材料、生物医学和航空航天等领域。近年来,光谱共焦系统在光学系统结构、光学镜头设计、光源优化和数据处理算法等各个方面取得了重大进展。文章对光谱共焦测量技术进行综述,论述了光谱共焦测量技术相较于其他测量方法的优势,综述了光谱共焦技术的测量原理、发展历程与应用进展,并对光谱共焦测量技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 光谱共焦显微术 激光共焦扫描显微术 微纳测量 精密测量
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双测头复合型微纳米测量仪的研制 被引量:5
10
作者 吴俊杰 刘俭 +2 位作者 魏佳斯 傅云霞 李源 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期415-423,共9页
针对当前微纳米测量中存在的大范围高精度测量及复杂微结构几何参数表征难题,基于多测头传感和精密定位平台复用技术,开发了一台具有多种测量尺度和测量模式的复合型微纳米测量仪。为使其具备大范围快速扫描测量和小范围精细测量功能,... 针对当前微纳米测量中存在的大范围高精度测量及复杂微结构几何参数表征难题,基于多测头传感和精密定位平台复用技术,开发了一台具有多种测量尺度和测量模式的复合型微纳米测量仪。为使其具备大范围快速扫描测量和小范围精细测量功能,仪器集成了白光干涉和原子力显微镜两种测头,通过设计适用于两种测头集成的桥架结构及宏/微两级驱动定位平台,实现整机的开发。为保证仪器测量结果的准确性和溯源性,利用标准样板对开发完成的仪器进行了校准。仪器搭载的白光干涉测头可以达到横向500 nm,纵向1 nm的分辨力;原子力显微镜测头横向和纵向分辨力均可达到1 nm。最后,利用目标仪器对微球样品进行了测量,通过大范围成像和小范围精细扫描,获得了微球的表面特征,验证了仪器对复杂微结构的测量能力。 展开更多
关键词 微纳米测量 白光干涉测头 原子力显微镜 多测头技术 精密定位
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基于机器视觉的高精度微纳光纤直径实时测量 被引量:4
11
作者 李华 麻艳娜 谷付星 《光学仪器》 2022年第1期1-8,共8页
针对传统微纳光纤直径测量方法操作复杂、重复性差且易于损伤光纤等问题,开发了一套基于机器视觉的微纳光纤直径测量系统。首先,对系统采集的图像进行预处理和二值化分割,其次,通过Canny边缘算子实现微纳光纤边缘初定位,最后,基于改进Ze... 针对传统微纳光纤直径测量方法操作复杂、重复性差且易于损伤光纤等问题,开发了一套基于机器视觉的微纳光纤直径测量系统。首先,对系统采集的图像进行预处理和二值化分割,其次,通过Canny边缘算子实现微纳光纤边缘初定位,最后,基于改进Zernike矩的亚像素检测方法精确定位了亚像素级边缘。此外还提出了结合Hough变换与最小二乘法的算法拟合亚像素级边缘点的方案,将系统微纳光纤直径测量精度提升至纳米级。实验测量结果表明,该系统可实现3.51%以内误差的自动化测量,运行时间为2.671 s,更适用于微纳光纤尺寸的高精度实时测量。 展开更多
关键词 微纳光纤 直径测量 机器视觉 图像分割 边缘检测
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微纳米光学测量的严格耦合波分析方法 被引量:5
12
作者 李琪 施玉书 +4 位作者 李伟 黄鹭 李适 高思田 张树 《计量科学与技术》 2020年第12期3-6,11,共5页
在微纳米尺度光学测量领域中,严格耦合波(RCWA)方法将光看作空间传播的电磁波,然后应用麦克斯韦方程组电磁边界连续条件,求解电磁波前向和后向衍射模型,并测量对应的透射和反射。在RCWA仿真中,首先对被测对象应用分层电磁模型,划分成多... 在微纳米尺度光学测量领域中,严格耦合波(RCWA)方法将光看作空间传播的电磁波,然后应用麦克斯韦方程组电磁边界连续条件,求解电磁波前向和后向衍射模型,并测量对应的透射和反射。在RCWA仿真中,首先对被测对象应用分层电磁模型,划分成多层不同几何尺寸及介电常数叠加结构,然后应用传输矩阵法计量不同衍射级数的电磁场,最后对空间电场和磁场分量进行合成,从而得到纳米几何结构准确的衍射场。 展开更多
关键词 微纳尺度 光学测量 傅里叶空间 严格耦合波 二维周期结构
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Electron Moirémethod
13
作者 Satoshi Kishimoto 《Theoretical & Applied Mechanics Letters》 CAS 2012年第1期1-7,共7页
It is very important to measure local deformations for an in-depth understanding of mechanical properties and fracture mechanism of structural and functional materials. In this paper, different types of model grid fab... It is very important to measure local deformations for an in-depth understanding of mechanical properties and fracture mechanism of structural and functional materials. In this paper, different types of model grid fabrication methods and many types of electron Moire methods using an electron beam drawing system, a scanning electron microscope or a focus ion beam are reported, together with their applications in the measurement of deformations occurring in various engineerings and materials science research. 展开更多
关键词 electron Moire method micro and nano lithography electron beam scan secondary electron micro deformation measurement
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共平面二维高精度工作台误差修正与实验研究 被引量:2
14
作者 宫二敏 黄强先 余夫领 《中国测试》 北大核心 2014年第4期10-14,共5页
该文通过采用误差分离与修正技术,对微纳米三坐标测量机x-y平面内存在的各项误差进行全面分析。利用高精密检测仪器和标准件,设计误差分离与修正方案,并对修正过的误差项补偿效果进行测试。然后通过实验测量标准量块平面度、长度等量值... 该文通过采用误差分离与修正技术,对微纳米三坐标测量机x-y平面内存在的各项误差进行全面分析。利用高精密检测仪器和标准件,设计误差分离与修正方案,并对修正过的误差项补偿效果进行测试。然后通过实验测量标准量块平面度、长度等量值,以检验修正后的微纳米三坐标测量机测量精度。实验结果显示,一等量块工作面的平面度测量重复性标准差达到9.5nm,x和y方向长度测量的标准差分别达到了10nm和19nm。理论分析和实验表明,所研制的二维高精度工作台可用于高精度的三维测量。 展开更多
关键词 微纳米三坐标测量机 误差修正 二维高精度工作台 三维测量
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基于SIFT图像拼接算法的标准样板测量技术 被引量:2
15
作者 程纪榕 赵军 +1 位作者 蔡潇雨 邵力 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第1期71-77,共7页
为了在使用高倍物镜测量标准样板时获得高分辨率的样本整体区域信息,提出了一种基于尺度不变特征变换(SIFT)图像拼接算法的标准样板测量技术。首先通过高倍物镜获取局部三维结构,将其转化为二维灰度图像;然后采用SIFT和RANSAC算法得到... 为了在使用高倍物镜测量标准样板时获得高分辨率的样本整体区域信息,提出了一种基于尺度不变特征变换(SIFT)图像拼接算法的标准样板测量技术。首先通过高倍物镜获取局部三维结构,将其转化为二维灰度图像;然后采用SIFT和RANSAC算法得到准确的特征点;最后采用加权平均融合算法得到完整图像,重构整体样板三维结构,并利用ISO5436-1∶2000对标准样板台阶高度进行评价。实验对100和400 nm两种高度的标准样板进行了测量和拼接,并对拼接后的台阶高度进行评价,测量均值分别为100.3和398.9 nm,实验表明该技术能准确还原标准样板中台阶的高度,有效扩大了标准样板形貌重构的范围。 展开更多
关键词 微纳米测量 图像拼接 标准样板 台阶高度标准 形貌重构
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基于时域相移技术的结构光三维微纳形貌检测方法 被引量:1
16
作者 范松如 范朦 +1 位作者 陈冬晖 赵青 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期85-90,共6页
针对微纳器件三维形貌快速检测及重构中的高精度和高速度难以兼得的技术难题,本文提出一种基于时域相移技术的结构光检测方法,通过空间光调制器对测量光进行调制,结合时域相移技术实现微纳器件三维形貌检测和重构。相比传统的结构光检... 针对微纳器件三维形貌快速检测及重构中的高精度和高速度难以兼得的技术难题,本文提出一种基于时域相移技术的结构光检测方法,通过空间光调制器对测量光进行调制,结合时域相移技术实现微纳器件三维形貌检测和重构。相比传统的结构光检测方法,本技术在样片轴向扫描的同时,利用空间光调制器进行相移测量,保证测量精度的同时提高测量的效率。通过对测量数据进行分析,该方法可快速实现三维形貌检测和重构,测量精度可优于10 nm。 展开更多
关键词 形貌检测 微纳检测 相移技术 结构光
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基于红外光干涉技术的微纳结构内部三维形貌测量 被引量:1
17
作者 牛康康 丑修建 +2 位作者 杜妙璇 薛晨阳 张文栋 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期196-199,共4页
基于红外光在半导体材料中的透射特性,将白光扫描干涉方法从可见光波段推广到红外光波段。设计研制了Linnik结构红外光干涉系统,对具有三层台阶结构的微器件进行了无损三维形貌测试。实验结果表明,采用红外光对半导体材料微纳结构透射... 基于红外光在半导体材料中的透射特性,将白光扫描干涉方法从可见光波段推广到红外光波段。设计研制了Linnik结构红外光干涉系统,对具有三层台阶结构的微器件进行了无损三维形貌测试。实验结果表明,采用红外光对半导体材料微纳结构透射后的反射干涉技术,可以准确实现微纳结构内部三维形貌测量。可实现百nm量级台阶高度的准确透射测试,纵向测量误差控制在5%以内。该方法可广泛应用于半导体微纳器件结构测量技术领域,实现半导体器件封装后的内部形貌测试、键合界面质量评估以及在线工艺检测等。 展开更多
关键词 白光扫描 红外光干涉 微纳结构 形貌测量
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微纳卫星固体火箭推进器推力矢量测量方法 被引量:1
18
作者 钱鹏俊 陆正亮 廖文和 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1348-1357,共10页
尽管固体火箭推进器应用于微纳卫星平台拥有诸多优点,但此类小型固体火箭推进器推力矢量难以测量。对此,提出一种利用惯性传感器量测值映射推力矢量大小的方法,开展地面动态飞行实验。首先,基于牛顿欧拉法和变质量系统理论建立地面实验... 尽管固体火箭推进器应用于微纳卫星平台拥有诸多优点,但此类小型固体火箭推进器推力矢量难以测量。对此,提出一种利用惯性传感器量测值映射推力矢量大小的方法,开展地面动态飞行实验。首先,基于牛顿欧拉法和变质量系统理论建立地面实验系统的动力学模型,分析卫星的动力学与运动学特性;然后,构建惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的量测方程,结合系统动力学中推力矢量与惯性传感器量测值间的映射关系,推导推力矢量测量模型;最后,通过仿真分析影响推力矢量测量精度的误差来源,并对惯性传感器的安装构型进行优化设计。通过数值仿真实验,在优化设计后,该测量方法可保证主推力和侧向推力测量精度均优于0.3%。 展开更多
关键词 微纳卫星 固体火箭推进器 变质量 动力学模型 推力测量
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纳米级Z轴坐标测量系统设计与实验 被引量:1
19
作者 冯旭刚 冯同磊 +3 位作者 章家岩 徐驰 费业泰 张鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期417-422,共6页
基于最小化阿贝误差的理念,设计了带有重力补偿器的整体结构对称的Z轴测量平台,其次,使用扫面静电力显微镜组成配套的探针系统,最后,对设计的核心内容分两组进行分离测试以验证设计的合理性与有效性。测试首先验证了测量系统分别在静态... 基于最小化阿贝误差的理念,设计了带有重力补偿器的整体结构对称的Z轴测量平台,其次,使用扫面静电力显微镜组成配套的探针系统,最后,对设计的核心内容分两组进行分离测试以验证设计的合理性与有效性。测试首先验证了测量系统分别在静态和动态下重力补偿器的可行性,然后验证经过双高度法补偿后的扫描静电力显微镜探针系统的有效性,实验结果表明,设计的纳米级Z轴坐标测量系统可实现超高精度空间分辨率,具有50 mm的有效行程范围,同时具有对部分非导体的测量能力,使得微纳米测量机的适用范围得到延伸,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 微纳米测量 重力补偿器 扫描静电力显微镜探针系统 双高度法
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白光干涉测量控制系统的集成化设计 被引量:1
20
作者 周勇 蔡潇雨 魏佳斯 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第9期739-743,共5页
微纳技术的发展带动了微纳米检测计量仪器的发展,微纳米测量仪器的智能化、集成化和小型化是仪器研发中的共性问题。在白光干涉测量系统中,设计了基于STM32处理器的控制系统,该系统将原本分立的光源控制、相机控制和样品台控制等控制模... 微纳技术的发展带动了微纳米检测计量仪器的发展,微纳米测量仪器的智能化、集成化和小型化是仪器研发中的共性问题。在白光干涉测量系统中,设计了基于STM32处理器的控制系统,该系统将原本分立的光源控制、相机控制和样品台控制等控制模块集成构建于一台控制器。针对白光干涉测量系统的控制需求设计开发了驱动电路、通信电路、光源控制电路和相机触发电路等。设计优化了信号同步、光源控制策略,从而提高了扫描同步性和测量稳定性。控制系统的集成化设计有效提高了光学三维轮廓仪的小型化和集成性,降低了仪器的制造和维护成本。 展开更多
关键词 白光干涉法 控制系统 集成化设计 STM32处理器 微纳测量
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