納米精度測量技術(shù)與空間數(shù)字化測量技術(shù)(部分)

現(xiàn)代儀器科學(xué)的前沿技術(shù)納米精度測量技術(shù)&空間數(shù)字化測量技術(shù)現(xiàn)代科技的特點●改變21世紀(jì)的三大科技

信息科技/生命科技/材料科技●信息技術(shù)成為推動科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟高速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)●信息技術(shù)包括測量技術(shù)，計算機技術(shù)和通訊技術(shù)，測量技術(shù)是源頭、關(guān)鍵基礎(chǔ)。測控科學(xué)的地位和作用●偉大科學(xué)家門捷列夫曾斷言，科學(xué)是從測量開始的，沒有測量就沒有科學(xué)。●測控技術(shù)及儀器是認(rèn)識與改造物質(zhì)世界的永恒重要基礎(chǔ)和手段?！袢祟惖纳姘l(fā)展依賴于測控，“農(nóng)輕重、海陸空、吃穿用”，測控技術(shù)無所不存、無處不有。●科學(xué)技術(shù)重大發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新離不開測試與儀器。許多重要的發(fā)現(xiàn)都是通過測量而得到的。●現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，先進的測控系統(tǒng)已成為精確打擊武器裝備的重要組成部分。重視與大力發(fā)展測控技術(shù)

已成為大趨勢●測控技術(shù)與儀器是國家科技水平和生活水平的重要標(biāo)志。世界各發(fā)達國家均將測控技術(shù)列為重要發(fā)展領(lǐng)域。（日本列為21世紀(jì)首位，歐共體15項專項之一，美國更大力度支持。）●測試技術(shù)是多學(xué)科交叉與融合，研究領(lǐng)域廣泛。

研究熱點前沿技術(shù)主要有1.微納米測量及微系統(tǒng)（MEMS&NEMS）2.空間數(shù)字化測量技術(shù)3.遠距離遙測技術(shù)4.光纖分布式網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)與智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)5.全球定位系統(tǒng)（GPS）應(yīng)用6.非常規(guī)與惡劣環(huán)境下的測量7.環(huán)境對測試的影響與控制8.現(xiàn)代精度理論及實用方法9.生物傳感技術(shù)與仿生測量10.生物醫(yī)學(xué)無創(chuàng)傷檢測和OCT幾個前沿?zé)狳c技術(shù)

納米精度測量技術(shù)空間數(shù)字化測量技術(shù)現(xiàn)代精度理論及應(yīng)用

納米精度測量技術(shù)

（1）微納技術(shù)發(fā)展自70年代開始，首先由美國學(xué)者提出微機械設(shè)想，直到1989年開始形成世界性的MEMS技術(shù)，它把信息獲取、處理和執(zhí)行集成為一體，由此進入了微尺寸的新領(lǐng)域。MEMS被認(rèn)為是21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)，各國大量投入，進展矚目，每年以10％－20％的速率增長。通常認(rèn)為微尺寸包含微米和納米量級尺寸，對微納米測量則有：微米測量：>0.1um微納米測量:<100nm深納米測量：<10nm（2）納米測量儀：掃描探針顯微鏡（SPM）—原子力顯微鏡（AFM）、掃描隧道顯微（STM）、掃描力顯微鏡（SFM）等線值納米測量儀—納米坐標(biāo)測量機—

線值納米測量儀標(biāo)普納米量塊快速檢測儀美國NIST分子測量機采用三點對稱式機臺設(shè)計，符合阿貝原理的位置測量系統(tǒng)workingvolume:100*100*100mm線性步進壓電馬達+光柵尺

MEMSProbeDiameter:0.3mmUncertainty:50nm荷蘭Eindhoven大學(xué)高精度3D-CMM采用傳統(tǒng)的高精度CMM機臺，新開發(fā)接觸式的光纖感應(yīng)及非接觸式CCD感應(yīng)的雙探頭系統(tǒng)

測量范圍為25×40×25mm

ProbeDiameter:25umUncertainty:100nm德國PTB的SpecialCMM

合肥工業(yè)大學(xué)承擔(dān)的國際重大合作項目納米三坐標(biāo)測量機方案測量范圍：25mm×25mm×10mm測量不確定度：10nm納米測量關(guān)鍵技術(shù)納米定位技術(shù)：慣性、摩擦力、驅(qū)動等納米瞄準(zhǔn)技術(shù)環(huán)境控制技術(shù)誤差分離與修正技術(shù)共平面二維工作臺平面光柵二維測量系統(tǒng)原理空間數(shù)字化測量系統(tǒng)

（1）視覺測量系統(tǒng)（2）機器人坐標(biāo)測量系統(tǒng)（3）經(jīng)緯儀坐標(biāo)測量系統(tǒng)（4）便攜式關(guān)節(jié)測量機（5）激光跟蹤干涉測量（6）光學(xué)數(shù)碼柔性坐標(biāo)測量機汽車車身多視覺測量站機器人本體測頭基于機器人坐標(biāo)測量原理實際機器人坐標(biāo)測量系統(tǒng)11O1X1Y1Z122O2X2Y2Z2p

經(jīng)緯儀坐標(biāo)測量系統(tǒng)原理測量裝置實物

便攜式關(guān)節(jié)測量機關(guān)節(jié)式測量機測量汽車車身外殼(1)關(guān)節(jié)式測量機測量汽車車身外殼（2）單站激光跟蹤干涉儀激光跟蹤干涉儀精度標(biāo)定激光跟蹤干涉儀在車間的應(yīng)用

精度理論及應(yīng)用（1）動態(tài)精度理論：誤差源分析、建模（2）誤差分離與修正技術(shù)（3）測量不確定度原理及應(yīng)用懸臂式坐標(biāo)測量機誤差分離與修正分離與修正結(jié)果a）y0定位誤差修正前后比較b）y192定位誤差修正前后比較c））y384定位誤差修正前后比較d））y511定位誤差修正前后比較

三坐標(biāo)測量機動態(tài)誤差分離