[發明專利]一種用于多種納米位移傳感器間相互標定的裝置

有效

• 申請號: 201910245327.8
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109870107B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 陳志龍
• 申請（專利權）人: 北京同創微納科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本公開提供了用于多種納米位移傳感器間相互標定的裝置。該裝置包括位移平臺，所述位移平臺包括動平臺和靜平臺，動平臺與壓電器件相連；壓電器件用于將控制電壓轉化為驅動力以驅動動平臺運動；動平臺上安裝有第一反射鏡，靜平臺上安裝有第二反射鏡；動平臺運動使得激光干涉儀發射的激光經第一反射鏡和第二反射鏡的反射后產生變化的干涉條紋；位移平臺上設置有單極電容傳感器、光柵位移傳感器和雙極電容傳感器中的至少一者，激光干涉儀、單極電容傳感器、光柵位移傳感器和雙極電容傳感器均可獲得動平臺位移變化數據，進而實現單極電容傳感器、光柵位移傳感器和雙極電容傳感器中的至少一者與激光干涉儀相互標定。

技術領域

本公開屬于傳感器技術領域，尤其涉及一種用于多種納米位移傳感器間相互標定的裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著科學技術的發展，越來越多的設備或裝置廣泛運用了位移傳感器作測量，同時對于位移傳感器提出了更高的要求。位移傳感器的標定作為傳感器領域的核心技術之一，對于傳感器測量精確度有著至關重要的影響。

目前，主要的納米位移傳感器包括激光干涉儀、光柵位移傳感器、單極電容傳感器和雙極電容傳感器。激光干涉儀以光波為載體，具有測量精度高、測量速度快、測量范圍大、最高測速下分辨率高等特點；光柵位移傳感器是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置，其測量輸出的信號為數字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點；單極板電容傳感器擁有單一的通道，能夠測量任何導電目標，且成本較低；雙極電容傳感器的兩個傳感器極板形成了一個平行板電容器，擁有納米分辨率和零磁滯的特性。

對于納米位移傳感器的標定，標定裝置起著重要的角色。標定裝置本身尺寸的大小、行程、分辨率、穩定性、易用性都會影響傳感器最終的標定質量。發明人發現，目前納米位移傳感器標定裝置或體積過大、或行程不足、或分辨率過低、或結構復雜，不適用于納米級位移傳感器的標定，更不能實現多種納米傳感器間的相互標定。

發明內容

為了解決上述問題，本公開提供一種用于多種納米位移傳感器間相互標定的裝置，可實現對于傳感器行程、分辨率等多種性能的精確測試，同時可實現多種納米傳感器間的相互標定，并做到結構緊湊、功能豐富。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一種用于多種納米位移傳感器間相互標定的裝置，包括：

位移平臺，所述位移平臺包括動平臺和靜平臺，動平臺與壓電器件相連；壓電器件用于將控制電壓轉化為驅動力以驅動動平臺運動；

動平臺上安裝有第一反射鏡，靜平臺上安裝有第二反射鏡；動平臺運動使得激光干涉儀發射的激光經第一反射鏡和第二反射鏡的反射后產生變化的干涉條紋；位移平臺上設置有單極電容傳感器、光柵位移傳感器和雙極電容傳感器中的至少一者，激光干涉儀、單極電容傳感器、光柵位移傳感器和雙極電容傳感器均可獲得動平臺位移變化數據，進而實現單極電容傳感器、光柵位移傳感器和雙極電容傳感器中的至少一者與激光干涉儀相互標定；

其中，單極電容傳感器可設置于靜平臺上；光柵位移傳感器由標尺光柵和光柵讀數頭構成，標尺光柵可固定于動平臺上，光柵讀數頭可固定于靜平臺上；雙極電容傳感器由第一極板和第二極板構成，第一極板可設置于直進式微分頭尾部，直進式微分頭固定于靜平臺上，第二極板可設置于與直進式微分頭的尾部相對的動平臺上。

本公開提供的另一種用于多種納米位移傳感器間相互標定的裝置，包括：

位移平臺和激光干涉儀，所述位移平臺包括動平臺和靜平臺，動平臺與壓電器件相連；壓電器件用于將控制電壓轉化為驅動力以驅動動平臺運動；