高精度緊湊型二維壓電掃描系統(tǒng)及空間位移誤差分析研究.pdf

1、在近代尖端工業(yè)生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中，高精度和高分辨率的精密微位移系統(tǒng)占有極其重要的地位。本文深入探討了國內(nèi)外微位移機構(gòu)的研究現(xiàn)狀以及微納測試領(lǐng)域常用的一些壓電掃描系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點，選擇及研究了一種能夠廣泛用于微納檢測的緊湊的“L”形精密二維掃描系統(tǒng)，分析了該掃描結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的運動耦合誤差，并選擇了一個合適的機構(gòu)以消除或降低此誤差。 通過對工作狀態(tài)下的二維掃描器進行在線檢測的泰曼-格林系統(tǒng)，建立了壓電微位移掃描器的空間微位移

2、的數(shù)學模型，分別對面錫式電極和銅片式電極壓電疊堆進行了空間位移誤差分析以及對掃描的影響；通過大量的數(shù)據(jù)圖像處理，分析揭示了面錫式電極壓電疊堆在生長時會產(chǎn)生較大的空間偏轉(zhuǎn)，會對二維掃描的精度產(chǎn)生嚴重的影響，而銅片式電極的空間偏轉(zhuǎn)較小。此項空間偏轉(zhuǎn)也揭示了點接觸式測量方式的不足和對精密掃描的影響； 分析了壓電疊堆非線性特性對二維掃描的影響，對非線性影響下的二維掃描結(jié)果進行了軟件仿真；并建立了對非線性進行開環(huán)校正的軟件，其控制程序簡便