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《壓電陶瓷管的微位移測量與非線性校正》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第１７卷第９期光學(xué)精密工程Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．９２００９年９月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｐ．２００９文章編號１００４９２４Ｘ（２００９）０９２２１２０６壓電陶瓷管的微位移測量與非線性校正董維杰１，宋志楊１，崔巖２（１．大連理工大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，遼寧大連１１６０２３；２．遼寧省微納米技術(shù)及系統(tǒng)重點實驗室，遼寧大連１１６０２３）摘要：為了對原子力顯微鏡（ＡＦＭ）中壓電陶瓷管掃描位移進行非線性校正，提出了一種微位移測量與校正的簡易方法。采用渦流位移傳感器測量微位移，將其放大１
2、００倍以提高檢測靈敏度；得到了壓電陶瓷管的位移電壓曲線，其最高位移分辨率計算值為０．４ｎｍ。根據(jù)ＡＦＭ中壓電陶瓷管的工作特點，確定掃描范圍下測量得到的位移電壓關(guān)系，通過對等間隔像素點施加對應(yīng)的非等間隔控制電壓序列的方法進行非線性校正，依據(jù)像素點精度要求通過插值算法獲得控制電壓序列。系統(tǒng)采用ＬａｂＶＩＥＷ虛擬儀器技術(shù)，校正后壓電陶瓷管最大位移滯回偏差從１０．１％降為０．４％。實驗表明：掃描頻率和掃描像素分辨率調(diào)節(jié)方便，同時校正算法復(fù)雜度也有所降低。關(guān)鍵詞：壓電陶瓷管；渦流位移傳感器；位移測量；非線性校正；虛擬儀器
3、中圖分類號：ＴＮ３８４；ＴＢ９２文獻標(biāo)識碼：Ａ犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犪狀犱狀狅狀犾犻狀犲犪狉犮狅狉狉犲犮狋犻狅狀犳狅狉犿犻犮狉狅犱犻狊狆犾犪犮犲犿犲狀狋狅犳狆犻犲狕狅犮犲狉犪犿犻犮狋狌犫犲１，ＳＯＮＧＺｈｉｙａｎｇ１，ＣＵＩＹａｎ２ＤＯＮＧＷｅｉｊｉｅ（１．犛犮犺狅狅犾狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犪狀犱犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犇犪犾犻犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犇犪犾犻犪狀１１６０２３，犆犺犻狀犪；２．犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔犳狅狉犕犻犮狉狅／犖犪狀狅犜犲犮犺狀狅犾狅
4、犵狔犪狀犱犛狔狊狋犲犿狅犳犔犻犪狅狀犻狀犵犘狉狅狏犻狀犮犲，犇犪犾犻犪狀１１６０２３，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＡｓｉｍｐｌｅｗａｙｔｏｍｅａｓｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅｍｉｃｒｏｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆａｐｉｅｚｏｃｅｒａｍｉｃｔｕｂｅｕｓｅｄｉｎａｎＡｔｏｍＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＡＦＭ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ犡／犢ｍｉｃｒｏｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙａｎｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｍｅｔｅｒａｎｄｉｔｉｓａｍｐｌｉｆｉｅｄｂｙ１００ｔｉｍｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔ
5、ｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｏｆｐｉｅｚｏｃａｒａｍｉｃｔｕｂｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｖｏｌｔａｇｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｂｅ０．４ｎｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｕｂｅ，ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｎｏｎｅｑｕｉ
6、ｄｉｓｔａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｖｏｌｔａｇｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓｔｏｓｃａｎｎｉｎｇｅｑｕｉｄｉｓｔａｎｔｐｉｘｅｌ，ｉｎｗｈｉｃｈｎｏｎｅｑｕｉｄｉｓｔａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｖｏｌｔａｇｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｉｘｅｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｖｏｌｔａｇｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｈｙｓｔｅｒ
7、ｅｓｉｓｅｒｒｏｒｏｆｆｕｌｌｓｃａｌｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍ１０．１％ｔｏ０．４％．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎａｄｊｕｓｔｔｈｅｓｃａｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｐｉｘｅｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｅａｓｉｌｙ，ａｎｄｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｇｒｅａｔｌｙ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｐｉｅｚｏｃｅｒａｍｉｃｔｕｂｅ；ｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｍｅｔｅｒ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃ
8、ｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ收稿日期：２００８０７２８；修訂日期：２００８１００９．基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（Ｎｏ．９０６０７００２）第９期董維杰，等：壓電陶瓷管的微位移測量與非線性校正２２１３而外表面為４個面積相等、但彼此絕緣的導(dǎo)電［１３］１引言層，分別為±犡電極、±犢電極?；谀鎵弘娦?yīng)，當(dāng)把極性相反的兩個電壓
