高精度电容式位移传感器校准方法的研究
郑志月1 ,施玉书2,3 ,高思田2 ,李东升1 ,李伟2 ,李适2 ,李庆贤4
1.中国计量学院 计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018;
Research on Calibration Method of High-precision Capacitive Displacement Sensor
ZHENG Zhi-yue1 ,SHI Yu-shu2,3 ,GAO Si-tian2 ,LI Dong-sheng1 ,LI Wei2 ,LI Shi2 ,LI Qing-xian4
1.China Jiliang University, College of Engineering Measurement, Hangzhou, Zhejiang 310018, China;
摘要 介绍一种使用激光干涉仪结合单轴精密位移台对电容式位移传感器进行校准的方法。建立了一套高精度电容式位移传感器校准装置,利用单轴精密位移台位移与电压之间的关系产生纳米级的微小位移,同时使用激光干涉仪和待校准电容式位移传感器测量单轴精密位移台的微小位移。该装置可实现电容式位移传感器线性度、测量重复性以及测量分辨率的校准。实验验证了此校准方法的准确性和实用性,对影响校准的主要因素进行了分析,其综合不确定度为2.2 nm。
关键词 ：
计量学 ,
纳米计量 ,
电容式位移传感器 ,
单轴精密位移台 ,
激光干涉仪
Abstract ：A calibration method of high-precision capacitive displacement sensor is described based on laser interferometer and a single axle precision displacement stage, and developed a set of calibration device. Taking advantage of the relationship between the voltage and the displacement, the single axle precision displacement stage generate nano-scale displacement, meanwhile using laser interferometer and the capacitive displacement sensor to be calibrated to measure the small displacement synchronously. The device can precisely calibrate linearity, repeatability and measurement resolution of the capacitive displacement sensor. Finally, the calibration accuracy and practicability of the method are verified by experiments,the main factors affecting calibration are analyzed and the measurement uncertainty is 2.2 nm .
Key words ：
Metrology;
Nanometrology;
Capacitive displacement sensor;
Single axle precision displacement stage;
Laser interferometer
基金资助: 国家科技支撑计划（2011BAK15B09）;国家重大科学仪器设备开发专项（2011YQ03011208）
通讯作者:
高思田为本文通讯作者。 gaost@nim.ac.cn
作者简介 : 郑志月（1988-）,女,山西运城人,中国计量学院硕士研究生,主要从事纳米计量的研究。zhengzhy@nim.ac.cn
引用本文:
郑志月,施玉书,高思田,李东升,李伟,李适,李庆贤. 高精度电容式位移传感器校准方法的研究[J]. 计量学报, 2015, 36(1): 14-18.
链接本文:
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.01.04 或 http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2015/V36/I1/14
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2015, Vol. 36 
