納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差補(bǔ)償及精度評(píng)定.pdf

1、為了使納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以對(duì)被測(cè)件的三維特征尺寸實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，本文介紹的主要研究工作如下:
　　1、對(duì)納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)共平面XY二維平臺(tái)傳感器多自由度測(cè)量系統(tǒng)(Multi-degrees-of-freedom measurement system，MDFMS)進(jìn)行了完善，增加了波長(zhǎng)補(bǔ)償模塊及自動(dòng)恒功率電路模塊，并將其與邁克爾遜干涉儀模塊有效結(jié)合，使得多自由度測(cè)量系統(tǒng)位移測(cè)量分辨率達(dá)到1 nm，波長(zhǎng)穩(wěn)定性優(yōu)于10-6，在20 mm

2、的行程內(nèi)各點(diǎn)定位誤差小于±20 nm，多次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差小于15 nm，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的高精度位移測(cè)量;自準(zhǔn)直儀模塊可以有效測(cè)量平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中俯仰偏擺角度，其分辨率可達(dá)0.1角秒，±100角秒測(cè)量范圍內(nèi)誤差不超過(guò)±0.5角秒，由此可補(bǔ)償對(duì)測(cè)量機(jī)影響顯著的阿貝誤差。
　　2、對(duì)多自由度測(cè)量系統(tǒng)、Z軸位移傳感器線性衍射光柵干涉儀(LinearDiffraction Grating Interferometer，LDGI)及探頭內(nèi)三維位移

3、傳感器進(jìn)行了校正，通過(guò)與SIOS激光干涉儀、Renishaw激光干涉儀的對(duì)比、標(biāo)定實(shí)驗(yàn)使得各部分的測(cè)量精度得到了有效的保證。
　　3、將納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)體積誤差中主要包含的定位誤差、角度誤差、直線度誤差、垂直度誤差、阿貝誤差、平面鏡誤差及鏡面偏擺造成的光程差這些誤差源逐一推導(dǎo)并架設(shè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)償，有效減小了納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的體積誤差。
　　4、通過(guò)對(duì)高精度恒溫箱及隔震平臺(tái)的有效利用，減小了環(huán)境對(duì)納米級(jí)測(cè)量的影響，并將經(jīng)過(guò)誤差補(bǔ)