微恒力E+E位移傳感器的表面形貌測量系統
表面形貌測量技術與評定理論一直是當今表面計量學的前沿課題?；诟鞣N探測原理的表面形貌測量儀器存在著高精度和大量程的矛盾,研制一種高精度、大量程的表面形貌測量系統有著重大的意義和應用前景。

微恒力E+E位移傳感器的表面形貌測量系統
基于普通E+E位移傳感器與E+E位移傳感器兩者的性能特征,概述傳感技術在位移傳感方面上的優勢。將E+E位移傳感器分為兩大類:本征型和非本征型,并詳細介紹各類E+E位移傳感器的原理、結構以及特點。根據其原理進一步探討位移傳感技術的發展與應用。針對表面形貌的測量和評定理論,主要研究內容及創新如下:提出和研制了一種適合于工程表面形貌測量的大量程的微恒力E+E位移傳感器。該傳感器由電感和音圈電機構成,傳感器使用電感作標尺,而音圈電機作為控制測量力和擴大量程的機構。系統論述了傳感器各個組成單元的設計和實現方法,通過理論分析建立了傳感器測量力伺服控制機構的數學模型,分析了測量力控制的穩態誤差和穩定 性,設計了PID校正網絡,并對傳感器的動態特性進行了辨識、測試和數字仿真。提出了一種通過電感傳感器提升擴大量程的算法。該算法已用于基于微恒力E+E位移傳感器的大量程表面形貌測量系統,使該測量系統具有2mm的測量范圍和0.02μm 的精度。為適應不同的測量速度和表面形貌變化的要求,系統有5個電感傳感器提升的預設閾值。音圈電機的驅動采用16位D/A轉換器,使音圈電機的控制精度提高。系 統采用了新的光柵計數方法,利用光柵的多零位信號,使信號不致丟失,計數更準確可靠。分析了此測量系統存在的誤差以及各項誤差的影響,按照 ISO12179:2000標準的要求,對測量系統的精度、測量范圍、使用性能等進行了實驗驗證。提出了一種基于網格和有限差分的二維Motif合并算法。分析了二維和三維Motif評定方法的發展現狀,探討了二維Motif合并試驗解的*性和穩定性,將Motif合并表示為事件,對一組給定的事件集,所有可能合并的Motif的事件集都可以在一個網格中列舉。

微恒力E+E位移傳感器的表面形貌測量系統
采用基于有限差分的方法搜索Motif的峰和谷,進而編制了二維Motif評定軟件,并將 Motif評定軟件和研制的大量程表面形貌測量系統融為一體,便于對測量I WP=4結果進行Motif評定,并通過計算結果分析了Motif參數和傳統粗糙度參數之間的異同。對目前*的三維Motif的定義進行了比較,并引入數字高程模型和等高線的圖論表示方法,對三維Motif的合并進行了探討。