激光干涉法微位移测量技术综述 被引量：28

1

作者 段小艳 任冬梅 《计测技术》 2012年第6期1-5,13,共6页

激光干涉法位移测量技术具有可溯源、分辨力高、测量速度快等独特优势,是目前和近期纳米级以上分辨力位移测量的主流技术。本文对目前主要的激光干涉位移测量技术进行了分类介绍,重点讨论了高分辨力干涉微位移测量技术,并对各种干涉仪... 激光干涉法位移测量技术具有可溯源、分辨力高、测量速度快等独特优势,是目前和近期纳米级以上分辨力位移测量的主流技术。本文对目前主要的激光干涉位移测量技术进行了分类介绍,重点讨论了高分辨力干涉微位移测量技术,并对各种干涉仪的特点进行了分析。 展开更多

关键词 微位移测量 高分辨力 可溯源 激光干涉仪

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皮米量级微位移信号处理分辨力的光纤布拉格光栅探针系统 被引量：8

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作者 刘芳芳 杨子涵 +2 位作者 焦宇辉 李红莉 夏豪杰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期755-764,共10页

为了实现超高分辨力的微位移测量,建立了基于光纤布拉格光栅传感的高灵敏度探针系统,研究了静态锁相放大技术,用于检测小于纳米量级的微位移信号。根据光纤布拉格光栅传感原理,设计了高灵敏度的双光栅自补偿解调系统结构。基于信号特征... 为了实现超高分辨力的微位移测量,建立了基于光纤布拉格光栅传感的高灵敏度探针系统,研究了静态锁相放大技术,用于检测小于纳米量级的微位移信号。根据光纤布拉格光栅传感原理,设计了高灵敏度的双光栅自补偿解调系统结构。基于信号特征研究了静态锁相放大技术,用于实时检测处理微弱测量信号。最后,通过探针系统的性能测试实验可获得灵敏度和分辨力等参数。实验结果表明:探针系统在接触区域的微位移测量范围约为1μm,灵敏度为-15.33 mV/nm,短期噪声极差的均值为0.83 mV,标准差为0.32 mV,信号处理分辨力约为0.06 nm(60 pm),其标准差为0.02 nm(20 pm)。该系统采用光纤布拉格光栅传感技术达到了皮米量级的微位移信号处理分辨力,满足微纳测量系统的抗干扰性强、重复性好等要求,且系统成本较低。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 微位移测量 信号处理分辨力 皮米量级 高灵敏度探针系统 静态锁相放大

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基于透射式激光空气隙干涉的纳米分辨率精密位移测量 被引量：7

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作者 王子轩 冀聪 +3 位作者 王晶 杨钢 王肖隆 林强 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期181-185,共5页

基于透射式激光空气隙干涉原理,建立微位移测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量。利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法,有效地提高激光干涉图像的信噪比,将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来。实验结果表明,该... 基于透射式激光空气隙干涉原理,建立微位移测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量。利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法,有效地提高激光干涉图像的信噪比,将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来。实验结果表明,该系统的相对位移测量分辨率优于10 nm,绝对位移测量不确定度优于5%。该系统结构紧凑,安装、使用方便,测量分辨率达到nm级,可实现快速、便捷、稳定的测量,适用于临时性的高分辨率精密位移测量需求。 展开更多

关键词 测量 微位移测量 激光干涉 图像处理 高分辨率 空气隙干涉仪

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基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量方法研究 被引量：5

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作者 段小艳 任冬梅 +2 位作者 朱振宇 李华丰 兰一兵 《计测技术》 2013年第1期23-25,共3页

介绍了一种基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量方法,通过将位移测量转化为频率变化量的测量,实现了亚纳米级测量分辨力。建立了基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量实验装置,完成了320 nm范围内的位移测量,并将测量结果与精密电容传感器... 介绍了一种基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量方法,通过将位移测量转化为频率变化量的测量,实现了亚纳米级测量分辨力。建立了基于法布里-珀罗干涉仪的微位移测量实验装置,完成了320 nm范围内的位移测量,并将测量结果与精密电容传感器的测量结果进行了比较。 展开更多

关键词 微位移测量 法布里-珀罗干涉仪 亚纳米分辨力 频率追踪

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激光光栅干涉技术的微位移测量研究 被引量：1

5

作者 刘宇 刘伟 马继光 《激光杂志》 北大核心 2021年第1期59-64,共6页

为提升精密测量的精度与量程,提出了激光光栅干涉技术的微位移测量方法。通过集成双光栅微位移测量方法以2组近似正交相位差的光栅交替选择并累积高灵敏度测量区域,扩大测量量程,且在测量过程中避免激光光束存在抖动问题,通过频率调解... 为提升精密测量的精度与量程,提出了激光光栅干涉技术的微位移测量方法。通过集成双光栅微位移测量方法以2组近似正交相位差的光栅交替选择并累积高灵敏度测量区域,扩大测量量程,且在测量过程中避免激光光束存在抖动问题,通过频率调解法实行外差干涉信号处理,转变待测物理量的信息为调相或调频信号,实现测量的高分辨率。检测结果表明,该方法能够测量出可移动部件的总位移,且测量的最小位移达到0.19 nm,可实现大量程与高分辨率的微位移测量,同时该方法测量的相对误差低于0.025°,测量精度高,测量结果可信度高,另外在测量中激光入射角度与凹槽深度对该方法测量精度影响轻微,测量性能稳定,具有实际应用价值。 展开更多

关键词 激光光栅 干涉技术 微位移测量 外差干涉 频率调解 高分辨率

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一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器 被引量：1

6

作者 钱玉洁 高理升 +5 位作者 王焕钦 马以武 孔德义 熊剑平 王英先 张瑞 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第3期177-182,共6页

为深入研究微纳米环境中物体的受力与运动状态,实现微纳米环境下的位置感知与位移操作,建立纳米尺度下位移、力检测的理论方法,研制了一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器。通过采用厚膜混合集成工艺将信号处理电路与厚膜电容芯片一体... 为深入研究微纳米环境中物体的受力与运动状态,实现微纳米环境下的位置感知与位移操作,建立纳米尺度下位移、力检测的理论方法,研制了一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器。通过采用厚膜混合集成工艺将信号处理电路与厚膜电容芯片一体化集成,即用厚膜电路替代PCB电路板,以达到降低由于温度效应和寄生电容等导致的非线性误差,提高传感器的分辨率和稳定性的效果。传感器性能标定实验结果表明,0~1 000nm量程范围内位移检测分辨率优于2nm,传感器稳定性得到显著提高,能够用于检测纳米级微小位移变化量。此外,还从材料物理属性和电路优化设计等方面分析了一体化集成的厚膜电路相对于PCB电路板的优越性。 展开更多

关键词 微位移传感器 厚膜电路 陶瓷电容 分辨率 集成优化

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F-P干涉仪差分锁频系统研究

7

作者 杜含笑 李乐言 《计测技术》 2023年第5期56-61,共6页

为解决法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉仪锁频方法响应速度、抗干扰能力、长期稳定性方面存在不足的问题,提出了F-P干涉仪差分锁频方案,将存在频差的双频激光耦合入F-P谐振腔,当激光频差足够小时,两光强信号曲线存在交叉,以两光强信... 为解决法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉仪锁频方法响应速度、抗干扰能力、长期稳定性方面存在不足的问题,提出了F-P干涉仪差分锁频方案,将存在频差的双频激光耦合入F-P谐振腔,当激光频差足够小时,两光强信号曲线存在交叉,以两光强信号的差值作为被控量,在交叉点附近构建单调过零函数,作为闭环控制系统的反馈量,实现动态差分锁频控制。基于该方案,搭建了一套F-P干涉仪微位移测量装置并开展实验验证,结果表明该装置能够实现0~300 nm范围内的微位移测量,位移测量分辨力达到23 pm,验证了F-P干涉仪差分锁频方案的有效性,为推动微位移测量领域的发展提供了重要借鉴。 展开更多

关键词 法布里-珀罗干涉仪 差分锁频 动态差分 微位移测量 分辨力

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压电驱动微位移灵敏度的影响因素分析

8

作者 王晓凤 冯之敬 《航空精密制造技术》 2007年第4期24-27,共4页

从内在因素(迟滞和蠕变效应)和外在因素(环境、控制电源、预紧力、导向机构等)两大方面系统的总结了压电驱动微位移灵敏度的影响因素,并针对每种因素给出了相应的实验结果或调研数据,提出了提高分辨率可采取的措施。

关键词 压电驱动 微位移灵敏度 迟滞 蠕变

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压电式微位移机构设计与实验研究

9

作者 王晓凤 冯之敬 《机械工程师》 2007年第3期17-19,共3页

微机电系统、超精密加工等众多领域飞速发展且都需要高灵敏度的微位移致动设备,微位移技术有着广阔的应用背景。而压电驱动由于结构紧凑、位移分辨率高、频响高、承载力大、无噪声、不发热等优点成为微位移致动的较佳方案。文中设计了... 微机电系统、超精密加工等众多领域飞速发展且都需要高灵敏度的微位移致动设备,微位移技术有着广阔的应用背景。而压电驱动由于结构紧凑、位移分辨率高、频响高、承载力大、无噪声、不发热等优点成为微位移致动的较佳方案。文中设计了一种结构小巧的压电式高灵敏度微位移致动机构,对称式平行四杆柔性铰链作导向,在千级超净实验室内进行的驱动性能测试实验显示,机构位移灵敏度4nm,位移响应速度100ms,可应用于精密加工等需要纳米级驱动的领域。通过实验研究和分析,给出了影响压电驱动高灵敏度的关键因素。 展开更多

关键词 微位移机构 压电驱动 高灵敏度 柔性铰链

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高精度磁栅式隧道磁阻微位移传感器

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作者 李旺 解琨阳 +3 位作者 金丽 景宁 钟毓杰 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期121-127,共7页

利用隧道磁阻(TMR)效应设计了一种结构相对简单的磁栅式高精度微位移传感器。首先,介绍了磁栅式隧道磁阻位移传感器检测原理,凭借隧道磁阻传感器高灵敏度的特点检测磁栅敏感轴上方的空间磁场,接着利用COMSOL有限元仿真软件对磁栅结构进... 利用隧道磁阻(TMR)效应设计了一种结构相对简单的磁栅式高精度微位移传感器。首先,介绍了磁栅式隧道磁阻位移传感器检测原理,凭借隧道磁阻传感器高灵敏度的特点检测磁栅敏感轴上方的空间磁场,接着利用COMSOL有限元仿真软件对磁栅结构进行仿真设计,验证了磁栅的磁场分布特性。通过搭建四桥路检测电路能够使TMR传感器有效抑制外部磁场干扰以及温度对TMR传感器的影响;得益于90°移相电路模块的加入,得到两路相位相差90°的标准正余弦信号,解决了传统的由于空间非正交引起的相位和幅值等误差问题,为超高倍数的细分插值技术奠定了基础,最后结合细分因子为9600的插值电路,理论上可实现208 nm的高分辨率位移检测,在20 mm量程范围内能达到0.15%的位移测量精度。 展开更多

关键词 微位移传感器 隧道磁阻 磁栅 细分插值电路 高分辨率位移检测

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基于不可控微扫描的高分辨力图像重构方法 被引量：1

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作者 陈艳 金伟其 +3 位作者 徐超 王霞 高美静 王岭雪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2155-2159,共5页

针对存在不可控微位移的序列低分辨力图像,提出了一种基于2×2不可控微扫描的高分辨力图像重构方法,采用投影法估算出低分辨力图像LR的微位移量,采用基于泰勒级数展开的重构算法由4帧图像重构高分辨力图像.模拟表明:该算法能精确地... 针对存在不可控微位移的序列低分辨力图像,提出了一种基于2×2不可控微扫描的高分辨力图像重构方法,采用投影法估算出低分辨力图像LR的微位移量,采用基于泰勒级数展开的重构算法由4帧图像重构高分辨力图像.模拟表明:该算法能精确地估计序列图像的帧间位移量并取得较好的重构效果,且算法简单有效可行,处理量小,有利于实现快速处理,在一定程度可满足同步轨道卫星、公安监视等领域对高分辨力成像处理的需求. 展开更多

关键词 图像重构 不可控微位移 图像配准 高分辨力

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采用柔性铰链实现微位移的方法研究 被引量：12

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作者 张定会 《工业仪表与自动化装置》 1999年第5期11-13,共3页

在微位移技术中，柔性铰链是实现微位移和高分辨率的理想机构。本文介绍了柔性铰链的简化设计方法，并利用柔性铰链工作原理设计了柔性框架式爬行驱动器作为微动工作台的驱动装置，使微动工作台获得了稳定的工作精度和高分辨率。

关键词 微位移技术 柔性铰链 驱动装置 分辨率

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