用于表面形貌测量的自动焦点跟踪方法

介绍了一种新型的基于聚焦探测法的自动点跟踪传感器,该传感器可实现表面形貌的快速,非接触测量,其测量范围为５００μｍ,分辨率可达３ｎｍ;详细地描述了该传感器的工作原理,关键技术的实现及其应用。     

统计尺寸公差的功能及控制

本文从含改善产品性能及降低加工成本两方面阐述采用统计尺寸公差的必要性。为使统计尺寸公差获得生产运用,本文提出了控制统计尺寸公差的可行方法及图样标注方式。     

全息光栅干涉法测量曲面形貌的理论研究

基于光栅原理，提出一种可用于任意曲面形貌测量的全息光栅干涉的新方法，给出了光学原理实验系统，系统中采用氦氖激光为光源，反射型柱面全息衍射光栅为标准器，并用计算机软、硬件对光栅信号进行细分处理．实验表明，系统可获得较宽的动态范围和较高的分辨率，可用于测量曲面形貌．     

表面综合形貌的小波分离法

用小波分析将曲面表面误差分离为三项之和：形状误差、表面波度和表面粗糙度，同时得出三种误差的分布及其特性，克服了传统统计参数法的某些不足，有利于对表面的分项及总体特征进行综合评定     

弹头发射痕迹计算机识别系统的研制

研制了一种新型的枪弹痕迹计算机自动识别系统，该系统采用了一种新型的微恒力位移传感器，该传感器具有测量力小且恒定的特点，因此，可以实现对弹头痕迹的无损测量，采用一种改进的小波分析方法提取出反映反射弹头枪支稳定痕迹特征的信号，消除了边界失真，并可在不同尺度上对弹头发射痕迹进行分析，同时提出一种多尺度相关分析方法，可以综合利用各个频率段上信息，将其用于枪弹痕迹的识别中取得很高的识别率。     

自带计量标准器的二维位移工作台研究

提出以平面正交衍射光栅作为二维位移工作台计量标准器的方法，随工作台的移动，光栅能同时检测一个平面上两个方向的位移．阐述了正交衍射光栅作为位置检测元件的工作原理及其光路布置方法。二次衍射光线的两两迭加，形成两组干涉条纹信号，且这两组干涉条纹信号的相移与光栅两个正交方向的位移呈正比，通过光电转换和计数细分处理电路得到条纹信号的相移；检测光路布置在工作台下方，通过几组直角棱镜使干涉条纹信号进入光电探测器．实验分析了工作台的测量精度，有效分辨率提高到10nm．     

基于白光干涉的MEMS三维表面形貌测量

利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.     

统计尺寸公差的设计方法

本文主要论述统计尺寸公差设计的一般方法和规则,所采用的方法有:多重卷积法、离散法、误差传递法、折合为均匀分布的简化算法以及标准简化算法。这些方法适用于快速设计和计算机设计,与传统设计不同,设计结果应与给定的分布要求相对应。     

数字伺服聚焦式位移传感器的研制

提出了一种基于改进的傅科刀口法的数字伺服聚焦式位移传感器,分析了其基本原理、结构与数字伺服控制系统的主要构成。传感器采用基于离散参数自学习的增量型自整定PID控制算法,测量中通过能量信号来判断光点位置,且通过推理算法结合应用准则从知识库中重新确定PID系数,对标准粗糙度样板的检测证明该传感器具有较高的精度。     

1nm级表面粗糙度的双频激光测量系统

研究了一种基于共外光路双频激光光外差原理的1nm级表面粗糙度的测量系统。从理论上论证了测定系统的原理和测量精度，并用实验结果证明了测量系统的分辨率。此测量系统没有测量基准误差，对测量环境要求不特别苛刻，适用于精密或超精密表面形貌的轮廓测量。