超精密測(cè)量光路中調(diào)焦位移共軸檢測(cè)技術(shù)的研究.pdf

1、本課題是福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“柔性電路FPC非電量參數(shù)在線質(zhì)量控制技術(shù)研究”中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——實(shí)現(xiàn)超精密光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中調(diào)焦位移的共軸檢測(cè)，解決該系統(tǒng)中存在的原理性誤差問題，并最終提高光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度。 在應(yīng)用各種光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)超精加工表面的幾何量測(cè)量中，精加工表面面形及微觀形貌是由位移傳感器記錄光學(xué)測(cè)頭的離焦量而得到的。電容式位移傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)，是記錄調(diào)焦位移的關(guān)鍵部件。結(jié)合實(shí)現(xiàn)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)頭的小型化及減小邊緣效

2、應(yīng)影響等要求，可用變極距式平板電容位移傳感器實(shí)現(xiàn)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)調(diào)焦位移的共軸檢測(cè)。本文突破了普通平板式電容位移傳感器的結(jié)構(gòu)限制，設(shè)計(jì)了一種新型的中間通光、環(huán)狀電極、帶雙等電位保護(hù)環(huán)電容式位移傳感器，使測(cè)量光路的測(cè)量光軸從極板的對(duì)稱中心穿過，傳感器對(duì)稱軸與光路的光軸重合，從而滿足阿貝測(cè)量原則；改變傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝，采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)工藝加工雙等位環(huán)電極極板，可以使極板做得很薄，約為幾微米；等位環(huán)與電極極板之間的間隙很薄，約為10μm

3、，有效減小了邊緣效應(yīng)附加電容的影響，從而提高了測(cè)量的線性度和測(cè)量精度；設(shè)計(jì)了改進(jìn)型的電容運(yùn)算放大器檢測(cè)電路。最后，通過數(shù)據(jù)采集卡將測(cè)量信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)處理、顯示輸出，實(shí)現(xiàn)了智能化。 課題主要的研究工作內(nèi)容有： 1.對(duì)平板式電容傳感器的邊緣效應(yīng)及其對(duì)輸出特性的非線性影響進(jìn)行定性分析； 2.根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用AutoCAD軟件繪出中間有通光孔的雙等位環(huán)電極極板的結(jié)構(gòu)； 3.設(shè)計(jì)電極極板加工