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作者简介:
李东升,男,1957年生,吉林省梨树县人。教授,博士生导师。哈尔滨工业大学精密仪器及机械学科博士,国务院政府特殊津贴专家,浙江省中青年学科带头人,入选浙江省151人材工程第一层次,为浙江省首批特聘教授。现任中国计量学院计量技术工程学院院长,浙江省重中之重学科——“仪器科学与技术”学科带头人。社会兼职有全国计量仪器专业委员会委员。主持国家和省部级课题6项,获国家和省部级科技进步奖3项。主要研究方向为超精密测试技术及仪器、新型传感技术、植物信息精密检测技术等。
摘要
几何量计量测试技术属于传统的计量学科领域,相对其它学科而言,因发展得早而体系较成熟完善。但近年来受其它学科领域的影响,出现了新的研究内容。本文就作者的观点谈一谈看法。
关键词几何量计量测试;工业计量仪器;大尺寸测量;生物信息检测技术
1 超精密三维坐标测量机的研制
超精密测量基准主要是针对纳米计量仪器而言的,目前国际上对保证纳米计量基准的量值准确和统一是采用比对的方法,比如对我们常听说的国际上的“五大比对”项目[1],我国都已基本参与了。这些测量项目的测量范围都很小,各国基本上都是采用诸如原子力显微镜等仪器设备进行测量。但是,目前微电子技术等领域提出了在较大测量范围上实现纳米级测量的需求,于是提出了研制纳米级三维坐标测量机的要求,即需要一个最起码能移动几十毫米的二维工作台,而该工作台在移动中的振动和重复性等误差都应该处于纳米级范围内,然后在与此二维运动相垂直的方向上测量被测表面的形貌。这样一来,超精密导轨就成为必不可少的部件。
这类超精密直线基准通常都是采用气体静压润滑技术[2],在作相对运动(滑动)的界面上形成气膜。通常是采用小孔节流式供气方案。若对导轨的滑架在纳米尺寸下观察会发现不管是否运动都会在与运动切线方向垂直的法线方向上导轨的滑架有几十纳米的随机干扰振动。这个振动信号与测量信号方向一致,直接与测量信号混叠在一起,经常会将测量信号全部淹没。现在已有研究人员试图在用微观空气动力学的理论解决参数优化问题,从而找到引起这一振动的因素,如节流孔的直径、供气压力、气膜间隙等的最佳取值范围。为研制满足当前需求的导轨提供技术依据。 |