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纳米位移台的主要组成部分及其分类(三)

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  • 发布时间:2023-02-16 13:31
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【概要描述】 纳米位移台的主要组成部分 纳米位移台作为微观领域内常用的机械机构,已经有了一套成熟系统。其中主要包括驱动控制机构、导向机构和检测装置。之前带大家了解了驱动控制机构和导向机构(回顾戳这里→驱动控制机构/导向机构),今天就带大家了解一下检测装置。 检测装置 在微纳定位系统中比较常用的检测装置有电容式位移传感器、差动变压器式位移传感器、光栅尺和激光干涉仪等。 ①电容式位移传感器 电容式位移传感器由动静极板组成,当动静极板之间发生相对的机械位移时,电容量会随之发生改变,电容改变量即可反映机械位移量的变化。电容式位移传感器的优点是可以实现非接触式测量,结构简单、体积小、响应快、分辨率高(可达纳米级),在微纳检测领域得到了广泛应用。 ②差动变压器式位移传感器 差动变压器式位移传感器利用电磁感应中的互感现象进行信号转换,将被测位移转化为线圈互感的变化,从而输出交流电压量。其幅值与铁芯的位移成正比,其相位反映位移方向,差动变压器式位移传感器的优点是使用方便,线性范围大,稳定性好,测量精度较高。缺点是测量频率上限受到其机械部分固有频率的限制,且一般是接触式测量。 ③光栅尺 光栅尺由光源、标尺光栅、指示光栅、透镜及光敏元件等组成。机械位移的测量根据指示光栅与标尺光栅形成的莫尔条纹信息来实现。光栅尺位移传感器的优点是量程广、响应快,测量精度高、无磨损,分辨率可达几十个纳米。缺点是对环境要求较高,需要严格的防尘防污。 ④激光干涉仪 激光干涉仪是以及波长为已知长度,利用光的干涉原理来测量位移的装置。在长度测量中最常用的是迈克尔逊双光束干涉系统。激光干涉仪的测量精度高,分辨率可达亚纳米级别,常用于精密机械和仪器的校准,但其结构庞大,价格昂贵。 适当的控制方法和控制算法对保证微纳米定位系统的精度有重要意义。常用于微纳米定位系统中的微驱动器,如电致伸缩驱动器和压电陶瓷驱动器,都有明显的非线性和迟滞特性。开环控制不能达到很高的定位精度,带有反馈的闭环控制,则可以显著提高定位的精度。在控制算法上,除传统的PID控制算法外,还出现了神经网络算法、模糊算法、自适应算法和遗传算法等,也有学者将其中的两种或几种算法结合起来进行负荷控制。 更多行业资讯及产品信息,请持续关注三英精控或来电咨询。咨询热线:18526695114

纳米位移台的主要组成部分及其分类(三)

【概要描述】




纳米位移台的主要组成部分






纳米位移台作为微观领域内常用的机械机构,已经有了一套成熟系统。其中主要包括驱动控制机构、导向机构和检测装置。之前带大家了解了驱动控制机构和导向机构(回顾戳这里→驱动控制机构/导向机构),今天就带大家了解一下检测装置。








检测装置






在微纳定位系统中比较常用的检测装置有电容式位移传感器、差动变压器式位移传感器、光栅尺和激光干涉仪等。




①电容式位移传感器




电容式位移传感器由动静极板组成,当动静极板之间发生相对的机械位移时,电容量会随之发生改变,电容改变量即可反映机械位移量的变化。电容式位移传感器的优点是可以实现非接触式测量,结构简单、体积小、响应快、分辨率高(可达纳米级),在微纳检测领域得到了广泛应用。










②差动变压器式位移传感器




差动变压器式位移传感器利用电磁感应中的互感现象进行信号转换,将被测位移转化为线圈互感的变化,从而输出交流电压量。其幅值与铁芯的位移成正比,其相位反映位移方向,差动变压器式位移传感器的优点是使用方便,线性范围大,稳定性好,测量精度较高。缺点是测量频率上限受到其机械部分固有频率的限制,且一般是接触式测量。




③光栅尺




光栅尺由光源、标尺光栅、指示光栅、透镜及光敏元件等组成。机械位移的测量根据指示光栅与标尺光栅形成的莫尔条纹信息来实现。光栅尺位移传感器的优点是量程广、响应快,测量精度高、无磨损,分辨率可达几十个纳米。缺点是对环境要求较高,需要严格的防尘防污。





④激光干涉仪



激光干涉仪是以及波长为已知长度,利用光的干涉原理来测量位移的装置。在长度测量中最常用的是迈克尔逊双光束干涉系统。激光干涉仪的测量精度高,分辨率可达亚纳米级别,常用于精密机械和仪器的校准,但其结构庞大,价格昂贵。








适当的控制方法和控制算法对保证微纳米定位系统的精度有重要意义。常用于微纳米定位系统中的微驱动器,如电致伸缩驱动器和压电陶瓷驱动器,都有明显的非线性和迟滞特性。开环控制不能达到很高的定位精度,带有反馈的闭环控制,则可以显著提高定位的精度。在控制算法上,除传统的PID控制算法外,还出现了神经网络算法、模糊算法、自适应算法和遗传算法等,也有学者将其中的两种或几种算法结合起来进行负荷控制。

更多行业资讯及产品信息,请持续关注三英精控或来电咨询。咨询热线:18526695114

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纳米位移台的主要组成部分

纳米位移台作为微观领域内常用的机械机构,已经有了一套成熟系统。其中主要包括驱动控制机构、导向机构和检测装置。之前带大家了解了驱动控制机构和导向机构(回顾戳这里→驱动控制机构/导向机构),今天就带大家了解一下检测装置。

检测装置

在微纳定位系统中比较常用的检测装置有电容式位移传感器、差动变压器式位移传感器、光栅尺和激光干涉仪等。

①电容式位移传感器

电容式位移传感器由动静极板组成,当动静极板之间发生相对的机械位移时,电容量会随之发生改变,电容改变量即可反映机械位移量的变化。电容式位移传感器的优点是可以实现非接触式测量,结构简单、体积小、响应快、分辨率高(可达纳米级),在微纳检测领域得到了广泛应用。

②差动变压器式位移传感器

差动变压器式位移传感器利用电磁感应中的互感现象进行信号转换,将被测位移转化为线圈互感的变化,从而输出交流电压量。其幅值与铁芯的位移成正比,其相位反映位移方向,差动变压器式位移传感器的优点是使用方便,线性范围大,稳定性好,测量精度较高。缺点是测量频率上限受到其机械部分固有频率的限制,且一般是接触式测量。

③光栅尺

光栅尺由光源、标尺光栅、指示光栅、透镜及光敏元件等组成。机械位移的测量根据指示光栅与标尺光栅形成的莫尔条纹信息来实现。光栅尺位移传感器的优点是量程广、响应快,测量精度高、无磨损,分辨率可达几十个纳米。缺点是对环境要求较高,需要严格的防尘防污。

④激光干涉仪

激光干涉仪是以及波长为已知长度,利用光的干涉原理来测量位移的装置。在长度测量中最常用的是迈克尔逊双光束干涉系统。激光干涉仪的测量精度高,分辨率可达亚纳米级别,常用于精密机械和仪器的校准,但其结构庞大,价格昂贵。

适当的控制方法和控制算法对保证微纳米定位系统的精度有重要意义。常用于微纳米定位系统中的微驱动器,如电致伸缩驱动器和压电陶瓷驱动器,都有明显的非线性和迟滞特性。开环控制不能达到很高的定位精度,带有反馈的闭环控制,则可以显著提高定位的精度。在控制算法上,除传统的PID控制算法外,还出现了神经网络算法、模糊算法、自适应算法和遗传算法等,也有学者将其中的两种或几种算法结合起来进行负荷控制。

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