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计量学报  2012, Vol. 33 Issue (2): 97-103    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2012.02.01
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2m比长仪纳米级精度线间距测量系统的研究
高宏堂1,叶孝佑1,邹玲丁1,孙双花1,沈雪萍1,甘晓川1,常海涛2,王健1
1.中国计量科学研究院, 北京 100013
2.北京航空航天大学,北京100191
Study of Automatic Measurement System for Line Space Measurement with Nanometer Accuracy in 2m Length Comparator
GAO Hong-tang1,YE Xiao-you1,ZOU Ling-ding1,SUN Shuang-hua1,SHEN Xue-ping1, GAN Xiao-chuan1,CHANG Hai-tao2,WANG Jian1
1.National Institute of Metrology, Beijing 100013, China
2.Beihang University,Beijing 100191, China
全文: PDF (2705 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 介绍了2 m比长仪系统的组成,对其采用光电显微镜动态瞄准刻线和激光干涉测长原理进行了分析,研究了提高刻线瞄准精度和激光干涉测长精度的方法及利用现代电子技术实现刻线信号和干涉信号自动同步快速处理方法。自动信号处理系统基于FPGA现场可编程电路技术和计算机技术。通过对金属线纹尺测量的实验表明,依据JJG 331—1994激光干涉比长仪检定规程进行实验,2 m比长仪单次最佳刻线瞄准精度优于10 nm(1σ),对其测量的不确定度分析表明,对于测量高质量的高等别线纹尺,其测量不确定度U=(20+40 L)nm(k=2)。
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高宏堂
叶孝佑
邹玲丁
孙双花
沈雪萍
甘晓川
常海涛
王健
关键词 计量学比长仪光电显微镜动态瞄准纳米精度    
Abstract:The components of 2m Length Comparator are described.The principle of line space dynamic measurement with photoelectric microscope and laser interferometer is analyzed.The methods for improving the accuracy of line positioning and line space measurement are studied,and the methods for automatically and synchronously processing of line signal and interference signal with high speed are studied also.The signal processing system is based on integrate circuit FPGA and computer techniques.The experiment,according to Verification Regulation JJG 331-1994 (China):the interference length comparator,was performed for measurement of standard metal line scale.The result shows that the best standard deviation of position for line with good quality is less than 10nm,and the measurement uncertainty analysis for the line space shows that,when measuring high quality line scale,the expanded measurement uncertainty U=(20+40L)nm,k=2.
Key wordsMetrology    Length Comparator    Photoelectric microscope    Dynamic aiming    Nanometer accuracy
    
PACS:  TB92  
作者简介: 高宏堂(1976-),男,云南宣威市人,中国计量科学研究院助理研究员,主要从事几何长度计量和测控技术的研究。htgao@nim.ac.cn
引用本文:   
高宏堂,叶孝佑,邹玲丁,孙双花,沈雪萍,甘晓川,常海涛,王健. 2m比长仪纳米级精度线间距测量系统的研究[J]. 计量学报, 2012, 33(2): 97-103.
GAO Hong-tang,YE Xiao-you,ZOU Ling-ding,SUN Shuang-hua,SHEN Xue-ping, GAN Xiao-chuan,CHANG Hai-tao,WANG Jian. Study of Automatic Measurement System for Line Space Measurement with Nanometer Accuracy in 2m Length Comparator. Acta Metrologica Sinica, 2012, 33(2): 97-103.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.02.01     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2012/V33/I2/97
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