外文資料名稱：Anabsolutecalibrationmethodfordisplacementsensors外文資料出處：Measurement附件：1.外文資料翻譯譯文2.外文原文指導教師評語：簽名：年月日(用外文寫)1位移傳感器的一種絕對的校準方法張詩洲清野聰卞秋燕譯摘要：在現(xiàn)代研究中，一種新的位移傳感器的絕對校準方法被提出并且校準系統(tǒng)被開發(fā)。這種新方法不但能確定線性錯誤而且能確定在波長上的平均敏感性(校準線的傾斜)。新測量系統(tǒng)由一個小型的激光干涉儀在以前開發(fā)的校準系統(tǒng)里。激光干涉計只通過半波長的整數(shù)倍的激光光源來確定必要的位移量。通過使用這個知道位移量，一臺位移傳感器的平均敏感性和線性誤差就可以被絕對確定下來。被提議的方法的準確性只依賴被校驗的位移傳感器的自身的穩(wěn)定性以及激光光源的波長。一種電容型非接觸位移傳感器被校驗成功，這種傳感器有別于通過信噪比決定的有穩(wěn)定極限的位移傳感器。關(guān)鍵詞：絕對校驗；位移傳感器；靈敏度；非線性。1序言位移傳感器早就被用于極端精密的幾何量的測量，例如確定位置，震動以及軸和表面的外形測量。使用特殊的檢測技術(shù)，位移傳感器能達到極其高的分辨率.但是，精確的位移傳感器被固有的系統(tǒng)誤差影響，例如傳感器出產(chǎn)的線性錯誤(線與校準線的偏差)。尤其，線性錯誤的影響比分辨率水平的影響要大得多。例如，盡管一些位移傳感器有納米，最大量程卻只有100微米，準確地說，主要由于線性誤差，只能達到量程的0.2%.另外，特有的線性誤差是不穩(wěn)定，極端精密的測量要求位移傳感器頻繁校準，使它適應被使用的環(huán)境(在原處狀態(tài))。不過，一些問題與這樣的校準有關(guān)。這些問題的困難是涉及到獲得比附屬納米分辨率更好的正確參考，并且涉及到怎樣執(zhí)行那些測量系統(tǒng)中需要位移傳感器的頻繁校正。另外，那些位移傳感器需要在原處校準。現(xiàn)在作者提出一種對一些幾何傳感器來說在原處自校準線性錯誤的方法，例如一臺位移傳感器以及一臺角度傳感器.這種方法也已經(jīng)被用于校驗一臺掃描白光干涉計顯微鏡.被提出的方法是基于獲得校準曲線導出功能，校準曲線只是稍微的受那些精確入量影響.這些原理被準確地分析闡明。電子計算機模擬用來確定線性誤差，百分之多點的量程，可以使用剛剛提出的方法正確校核。提出的方法的準確只依賴被校驗的傳感器的穩(wěn)定性和分辨率。不過，被提出的方法還基于傳感器的平均的敏感性被事先給出；因此，只有線性誤差（與線的校準線的偏差）可以被確定。2在現(xiàn)在的研究中，一種對位移傳感器的新的絕對校準方法被提出，并且校準系統(tǒng)被開發(fā)。這種新方法不僅可以用于確定線性誤差，而且可以在波長的基礎上確定平均敏感性(校準線的傾斜度)。新測量系統(tǒng)結(jié)合一臺小型激光干涉計和以前開發(fā)的原處校準系統(tǒng).激光干涉計只用激光光源的半波長的整數(shù)倍來確定必要的位移量。通過使用這個知道位移量，一臺位移傳感器的平均敏感性和線性誤差就可以被絕對確定下來。目前的報道中，絕對校準的原理使位移傳感器和校準系統(tǒng)被提出。另外，被提議的方法的可行性被實驗上證明。一種電容型非接觸位移傳感器被校驗成功，這種傳感器有別于通過信噪比決定的有穩(wěn)定極限的位移傳感器。2絕對校正原理通常，校準可能被分成兩個部分：平均敏感性為校準和線性誤差校準參閱圖1(a).在前邊部分里，平均敏感性，與確定的傳感器校準線的傾斜度有關(guān)。另外，線性誤差，和線與確定的校準線的偏差有關(guān)。21原理絕對校準的原理與位移傳感器在原處校準的概念相同,在原處校準的位移傳感器，不進行收斂計算，而是反函數(shù)被計算。圖1（a）顯示的f(x)是位移傳感器的輸出曲線，那一般被表示為有斜度S和偏差O的直線的總和，直線的功能為重力加速度g(x)。f(x)的功能表示如下：z=f(x)=S0x+g(x)(1)這里，S和g(x)分別描述平均敏感性和線性誤差,讓位移傳感器在xi位子取樣輸出mi并且在xi+x處（x是位移量）輸出mi+。如果反函數(shù)f(x)如圖1(b)顯示：3zi=mi,f-1(zi)=zi/S0-h(zi)(i=1,2,n)(2)這里n是取樣的數(shù)目h(z)是g(x)的反函數(shù)。h(z)的導數(shù)在離散采樣點可以表示為：h(zi)=1/s0-x/mi(mi=mi+-mi)(3)這里，必要位移量x可以使用激光光源的半波長的整數(shù)倍數(shù)來確定。S0可以通過下式計算出：S0=mi/x/n(4)并且h(z)可以通過對h(zi)積分求出。22模擬結(jié)果圖2顯示出了模擬結(jié)果。校準位移的傳感器的測量范圍是100微米。位移量是4微米。敏感性的標準值是0.2vum-1。線性誤差是一條以零線對稱的正弦曲線，振幅為200nm。隨機誤差有=2的偏差,這主要包含在采樣正弦曲線里.通常抽樣間隔是0.5um，并且200個樣本數(shù)據(jù)都在位移傳感器的量程內(nèi)取得。另外，在實際應用中，隨機值中有+-0.2um的最大值,這增加了掃描間隔使得模擬抽樣間隔的撓度。剩余誤差不同于規(guī)定的線性誤差和被獲得的線性誤差，也如圖2所示。最大的剩余誤差是大約4納米，是噪圖1（a）輸出曲線b）輸出曲線的反函數(shù)音的幅度的兩倍。這個結(jié)果類似于收斂計算方法獲得的數(shù)據(jù).3.校準系統(tǒng)圖3(A)所示為一臺校驗位移傳感器的輸出曲線的實驗儀器。圖3(A)顯示系統(tǒng)由一臺已校驗的位移傳感器，一臺小型激光干涉計，一根z軸組成，小型激光