基于TDC的纳米级位移测量方法及其误差分析

发布时间：2017-07-29 08:09

  本文关键词：基于TDC的纳米级位移测量方法及其误差分析

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【摘要】：纳米测量技术和测量装置的不断创新与进步将带动纳米技术的快速发展.微观操作的重要的基础之一就是微纳尺度位移的精确的测量.本文针对在电子扫描显微镜真空腔中工作的微纳操作机器人的末端运动测量问题,采用时间 数字转换(time-digital covertor,TDC)方法,测量通过电阻应变片给标准电容充电放电的时间来计算其应变量,进而计算其位移.进一步分析了本方法的误差传递和系统耗散功率,并与传统的惠斯通电桥方法进行了比较,可以得出本方法在误差优化的同时,耗散功率有极大的降低,对于真空中散热困难的操作条件下,有较大的优势.对传感的漂移、精度、分辨率和线性等问题进行测试,并对系统进行闭环控制和重复微观单元测试等应用演示,证明方法的有效性.
【作者单位】： 中央财经大学统计与数学学院;中国科学院自动化研究所;
【关键词】： 纳米位移 误差分析 时间  数字转换(TDC) 位移测量 漂移
【基金】：国家自然科学基金(批准号:61473295,61528304,71401189) 北京市自然科学基金(批准号:4152054)资助项目
【分类号】：TN16
【正文快照】： 1引言纳米级的操作机器人在现在微观操作的长足发展的今天越来越受到重视,这一技术在诸如纳米材料操作、芯片检测、生物细胞操作等领域有广泛的应用前景.而在电子扫描显微镜(scanning electronmicroscopes,SEM)中的操作手在这一类研究中有着很多优势:在图像方面,电子扫描显微

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