灰色理论的位移传感器标定不确定度评定

硅晶元等高精度平面度测量时,为提高测量可信性,对所用位移传感器标定已成为业界常规。本研究针对用于基于逐次两点法(STPM)测量硅平面的两电容式位移传感器2804/3890 J设计了一种压电陶瓷标定系统,实现其标定间隔达到8nm/1 mV,提高了标定的精确度。建立基于灰色理论的GM(0,2)系统数学模型,确立待标定传感器测量结果的回归模型,以得到传感器特性的最佳估计,并确定其联合不确定度,得到被标传感器的测量不确定度的最佳评估。与传统回归模型比较,得出GM(0,2)模型具有很好的精度,满足要求。通过STPM测量过程的模拟,得到用此传感器实施的STPM测量的测量精度约为56 nm(λ=20 nm)。

平面度的在线检测及补偿方法的研究

叙述运用四测头进行在线测量，采用最小二乘逐次两点法将工件形状误差和导轨运动副误差分离出来，采用电致伸缩陶瓷元件设计了一套补偿用微量位移装置，根据分离出来的导轨运动副误差，由FAGOR8025M控制器产生控制电压控制砂轮进给的位移量，进行在线补偿加工。分离平面度重复精度优于4％，微量进给装置的位移分辨率可达0.01μm。