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GBT 38614-2020 基于柔性铰链机构和压电陶瓷驱动器的纳米定位与扫描平台测量方法

a）按式（3)确定第i个测量位置的正向平均测量值P：←：

P，；个——平台第i个测量位置的第i次正向测量值； 一测量次数，n≥10。 b）第i个测量位置的正向重复定位精度R：←，按式（4)计算：

ZP, + P,+ (i=1,2,...,11)

HJ 发布稿813-2016 水中钋-210的分析方法(i=1,2,..,11) .3

式中： P；个一平台第i个测量位置的第j次正向测量值； P，个——平台第i个测量位置的正向平均测量值P：个； 测量次数，n10。 取R+=max(R：↑）为平台被测轴的正向重复定位精度。 注：本标准中仅规定了正向重复定位精度的测量方法，反向重复定位精度的测量方法参照正向重复定位精度。

6.4双向重复定位精度

将十涉仪严格对准平台，按照以下步骤进行双向重复定位精度测量： a 按图2所示，在全行程平均分布11个测量位置，分别为p；（i=1,2，，11），其中p为行程反 向极限位置，力1为行程正向极限位置； b 将平台移动至第1个测量位置力1，十涉仪测量读数清零： 将平台从P,开始依次正向定位到P2Ps，"，P11，再从P11开始依次反向定位到P10，P。，*". 力1，在每个位置稳定后记录该位置的干涉仪测量值； d 重复步骤c）不应少于6次

图2双向测量位置行程示意图

双向重复定位精度计算过程如下： 由于第一次测量误差较大，在进行双向重复定位精度数据处理时将第一次测量数据去掉，取 m=n一1,其中n为测量次数。 b）按式（5)确定第i个测量位置的双向平均测量值P：

(i=1,2,..*,11)

式中： P：个——平台第i个测量位置的正向平均测量值； c）第i个测量位置的正向重复定位精度R，个，按式（6)计算

将十涉仪严格对准平台，按照以下步骤进行迟滞误差测量： 按图2所示，在全行程平均分布11个测量位置，分别为力：（i=1，2，***，11），其中P1为行程反 向极限位置，P11为行程正向极限位置； b） 将平台移动至第1个测量位置，干涉仪测量读数清零； c）将平台从P1开始依次正向定位到p2P3，*，P11，再从P开始依次反向定位到p10，Ps，"" 力1，在每个位置稳定后记录该位置的干涉仪测量值； d）重复步骤b）和步骤c）不应少于5次

尽滞误差计算过程如下： 1）按式（8)计算第i个测量位置的反向差值B；

P，个一一平台第i个测量位置的正向平均测量值； P，★一一平台第i个测量位置的反向平均测量值 b）取测量位置反向差值绝对值的最大值max(|B：)为平台的轴向反向差值B，即：B=max(|B；「）。 C）识滞误差.按式（9）计算：

8.=B/TX100%

线性度测量步骤同6.2.1。

线性度计算过程如下： a）按式（3)确定第i个测量位置的正向平均测量值P，←； b) 按图3所示，以指令p：为横坐标,P：↑为纵坐标建立直角坐标系，对P；个（i=1,2，，11)进 行最小二乘线性拟合，计算出P：↑与其对应的拟合点P’个之间最大偏差值的绝对值△Pmax； c）线性度，按式（10）计算： 0L=△Pmx/T×100% ·· (10) 式中： T 一平台轴向行程； APmax 最大偏差值的绝对值

线性度计算过程如下： a）按式（3)确定第i个测量位置的正向平均测量值P，↑； b） 按图3所示，以指令p：为横坐标,P：个为纵坐标建立直角坐标系，对P；个（i=1,2，，11)进 行最小二乘线性拟合，计算出P：↑与其对应的拟合点P’个之间最大偏差值的绝对值△Pmax； C 线性度，按式（10）计算： 0L=△Pmx/T×100% ·· （10 式中： T 平台轴向行程； Pmx 最大偏差值的绝对值

6.7. 1 测量步骤

a）按图4所示，将全行程十等分，依据平台的有效带宽设置合适的采样频率，使得采集的数据信 息覆盖平台的有效带宽： b） 将平台移动至反向极限位置，干涉仪测量读数清零； c）将平台按照图4所示的台阶波运动，每个台阶待系统稳定后记录干涉仪测量值。 主1：采样频率的设置要高于平台系统工作频带宽度的2倍， 注2：系统稳定时间取系统阶跃响应稳定时间的2倍

图4行程为100μm的平台位移分辨力测量示意

位移分辨力计算过程如下： a）将每个台阶波测量数据平均分成3段，分别计算3段数据的标准偏差值，取3段数据标准偏差 值的平均值作为相应台阶的位移分辨力E；（i=1，2，，10）； b)取e=max(e.)为平台的轴向位移分辨力

6.8.1.1干涉仪法

将十涉仪严格对准平台，按照以下步骤进行角摆偏差测量： a）按图1所示，在全行程平均分布11个测量位置，分别为p，（i=1,2，，11），其中p1为行程 向极限位置，P11为行程正向极限位置； b）将平台移动至第1个测量位置力1，干涉仪测量读数清零：

c）将平台从开始依次定位到p2:，"，1，在每个位置稳定后记录该位置偏摆角：，俯仰 角0：和滚转角Y：的干涉仪测量值； d）重复步骤b)和步骤c)不应少于5次； e）此方法为仲裁方法

6.8.1.2自准直仪法

将自准仪严格对准平台，按照以下步骤进行角摆偏差测量： 按图1所示，在全行程平均分布11个测量位置，分别为P；（i=1,2，""，11），其中P为行程反 向极限位置，力1为行程正向极限位置； b 偏摆角：和俯仰角90：的测量设置如图5所示，将平台移动至第1个测量位置P1，自准直仪 测量读数清零； C 将平台从P1开始依次定位到P2，P3，，P11，在每个位置稳定后记录该位置偏摆角和俯仰 角0，的自准直仪测量值； d) 重复步骤b）和步骤c不应少于5次： e) 滚转角：的测量设置如图6所示，将平台移动至第1个测量位置P1，自准直仪测量读数 清零； f 将平台从开始依次定位到P2，P3，"，P11，在每个位置稳定后记录该位置滚转角：的自准 直仪测量值： 重复步骤e）和步骤f)不应少于5次

5自准直仪测量偏摆角8，和俯仰角80示意图

图6自准直仪测量滚转角8示意图

角摆偏差计算过程如下： a）分别按式（11）、式（12）、式（13)确定第i个测量位置的角摆偏差平均值。Φ：，86；,8Y；

os: d (i =1,2,...,11)

GB/T38614—2020

do (i=1,2,..,11) OY SY; (i=1,2,..,11) .·..13

p 平台第i个测量位置的第；次偏摆角测量值； 80；——平台第i个测量位置的第j次俯仰角测量值； a；——平台第i个测量位置的第i次滚转角测量值； 77 测量次数，n≥5。 取=max(：）为平台运动轴向的偏摆角。 取80=max(9.）为平台运动轴向的俯仰角。 SAG 取=max(Y)为平台运动轴向的滚转角

将干涉仪严格对准平台，按照以下步骤进行直线度测量： a）以X轴作为被测轴为例，建立空间直角坐标系XYZ；在全行程平均分布11个测量位置，分别 为力：（1=1，2，*，11），其中力1为行程反向极限位置，P11为行程正向极限位置； D 将平台移动至第1个测量位置P1，Y轴干涉仪和Z轴干涉仪测量读数清零； C） 将平台从P开始依次定位到P2P3，，P11，在每个位置稳定后记录该位置的干涉仪测量值； d）记录Y轴干涉仪第i个测量位置的值为Py（i=1,2，11）；Z轴干涉仪第i个测量位置的值 为P(i=1,2,*",11); e 重复步骤b）～步骤d)不应少于5次，

直线度计算过程如下： a）按式（14)确定Y方向第i个测量位置的单向平均测量值P，

(i=1,2,...,11) （ 14

Pyij 平台第i个测量位置的Y轴干涉仪第i次测量值： 一测量次数，n≥5。 b）按式(15)确定Z方向第i个测量位置的单向平均测量值P：←：

ZPi (i=1,2,...,11) （15

式中： 平台第i个测量位置的Z轴干涉仪第次测量值； 测量次数，n≥5

c）按式（16）确定第个测量位置的测量失量合成值P个

[6. 10. 1测量步骤

L.=2AP.+m.

图7APm求解示意图

将干涉仪严格对准平台，按照以下步骤进行平面度测量： a）平台在XY平面内运动的平面度测量，按图8所示，建立空间直角坐标系XYZ，被测平面为X 轴和Y轴所建立的平面，在平面范围内，沿X轴和Y轴平均分布11×11个测量位置，记为 力(ij); b） 将平台移动至第一个测量位置力（1，1），Z轴干涉仪测量读数清零； c）将平台从p（1，1)开始按图8所示蛇形网格布点形式沿各条测量线逐点顺序定位，直至定位到 p（11,11），在每个位置稳定后记录该位置的Z轴干涉仪测量值Z(ij)； d）重复步骤b)和步骤c)不应少于5次。

平面度计算过程如下 a）按式(18)确定第p(i.i)个测量位置的Z轴干涉仪平均测量值Z.

图811×11个测量位置行程示意图

[6. 11. 1测量步骤

(Z(i.j) Z(i.j (i=1,2,...,11;=1,2,..,11) ·（18

将干涉仪严格对准平台，按照以下步骤进行正交误差测量： a）按图9a)所示，在Y轴全行程平均分布11个测量位置，分别为pyi（i=1，2，，11），其中py 为行程反向极限位置，P11为行程正向极限位置； b 将平台在X轴方向归零，沿Y轴移动至第1个测量位置Py1，X轴干涉仪测量读数清零。 c）将平台从1开始依次定位到y2，P3，*"，Py1，在每个位置稳定后记录该位置的X轴干涉仪

测量值； 按图9b)所示，在X轴全行程平均分布11个测量位置，分别为p（i=1,2，，11），其中p1 为行程反向极限位置，P11为行程正向极限位置； 将平台在Y轴方向归零，沿X轴移动至第1个测量位置P1，Y轴干涉仪测量读数清零： 将平台从P1开始依次定位到px2，Pr3，，Pr11，在每个位置稳定后记录该位置的Y轴干涉仪 测量值； 重复步骤b）~步骤f)不应少于5次

轴单向测量位置行程示意

图9Y轴和X轴单向测量位置行程示意图

正交误差计算过程如下： a）按式（20)确定平台沿Y轴方向运动时GB 5009.157-2016 食品安全国家标准 食品有机酸的测定，第i个测量位置的X轴于涉仪平均测量值X

(1,2,..,11)

Xij一Y轴运动时第i个测量位置的X轴干涉仪第i次测量值； 一一测量次数，n≥5。 b）按式（21)确定平台沿X轴方向运动时，第i个测量位置的Y轴干涉仪平均测量值Yzi：

ZYr 一 (i=1,2,...,11)

Yi X轴运动时第i个测量位置的Y轴干涉仪第i次测量值； 测量次数，n≥5。 c） 以Y轴方向上指令力为横座标，X为纵坐标建立直角坐标系，由Xw（i1，2，，11)进行最 小二乘拟合，计算出拟合直线的斜率K，确定与斜率相对应的拟合直线倾斜角，即实际运动 轨迹Y轴与目标Y轴之间的偏差角P1（如图10所示）。 d）以X轴方向上指令P为横坐标,Y.为纵坐标建立直角坐标系，由Y;（i=1,2，，11)进行最 小二乘拟合，计算出拟合直线的斜率Kx，确定与斜率相对应的拟合直线倾斜角，即实际运动 轨迹X轴与目标X轴之间的偏差角2（如图10所示）。 e）正交性误差.mh，按式（22）计算：

JB/T 10428-2015 变压器用多功能保护装置图10正交误差示意图