[發明專利]一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統

在審

• 申請號: 201710974646.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107966121A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 黃強先;方傳智;羋夢;程榮俊;張連生;李瑞君;陳麗娟
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01B17/06
• 分類號: G01B17/06
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

1.一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：包括兩個差動音叉鎢探針、分別控制兩個音叉探針的兩個X向納米精度微動臺和控制微球運動的一個Y向納米精度微動臺、微動臺控制器、信號發生器、幅值反饋電路、數據采集卡和安裝有LabVIEW的工業計算機；首先利用兩個音叉探針在X方向構成左右差動結構，然后利用兩個信號發生器激勵兩個音叉探針產生諧振，音叉探針振動的信號通過幅值反饋電路處理后經過數據采集卡由工業計算機內的LabVIEW讀取，LabVIEW通過讀取的音叉振動幅值大小確定音叉探針與被測球的距離，工業計算機給微動臺控制器發送指令，通過微動臺控制器控制兩X向納米精度微動臺同時驅動音叉探針差動逼近微球進行測量，單次逼近完成后微動臺控制器控制Y向納米精度微動臺進給微球位置，改變微球方向并重復上述測量步驟即可實現微球球度高精度測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：所述的兩個音叉鎢探針、兩個X向納米精度微動臺和一個Y向納米精度微動臺擁有納米級測量分辨力，控制兩個差動音叉鎢探針運動的X向納米精度微動臺行程一樣且不小于微球半徑，控制微球運動的Y向納米精度微動臺行程不小于微球直徑。

3.根據權利要求2所述的一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：所述的兩個X向納米精度微動臺和一個Y向納米精度微動臺均選取線性微動臺，其中兩個X向納米精度微動臺線性行程250μm，驅動分辨率為0.5nm，Y向納米精度微動臺線性行程500μm，驅動分辨率為0.9nm。

4.根據權利要求1所述的一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：兩個X向納米精度微動臺同時快速逼近測球，若一微動臺先逼近到達測量位置，需要在原地等待另一微動臺，兩微動臺均到達測量位置時進行測量，測量完成后同時快速后退。

5.根據權利要求1所述的一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：所述的數據采集卡為NI PCI-6259高速采集卡，有32路模擬輸入，16位計數，單通道采集速度達到1.25MS/s，多通道同時采集速度達到1MS/s，采集卡的高速保證被采集信號信息的完整性。

6.根據權利要求1所述的一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：所述的幅值反饋電路由放大、整流和濾波模塊組成，音叉振動的原始信號先放大，然后經過整流芯片實現真有效值轉換，整流完成后經過濾波完成對信號的處理。

7.根據權利要求1所述的一種基于LabVIEW的微球球度高精度測量控制系統，其特征在于：所述的微動臺控制器選取 Ensemble微動臺控制器，LabVIEW通過.net通訊方式讀取Ensemble庫函數實現與微動臺的數據交換，使用時將Ensemble庫函數設置在LabVIEW的user.lib讀取路徑下，LabVIEW完成庫函數識別后即可實現初始化設置、控制臺狀態控制和數據讀取操作。