纳米级位移测量技术*** 善测天津科技

多轴联动数控系统 的精度主要从单个伺服 轴的运动控制精度和联 动轴耦合轮廓精度 2 方 面来评价。随着近几年世界经济格局的变化和我国经济技术高速发展的趋势，我国的机械科学和制造系统也发生了新的变革。对于单个伺服轴的运动 控制，当要求的运动精度达到纳米级 时，传统的超精密机床传动方式在 低速、微动状态下表现出强非线性特 性，常规的运动控制策略已经很难保 证伺服系统实现理想的纳米级随动 精度。

此外，多轴联动系统的轮廓误差 由各伺服轴的运动误差耦合得到， 耦 合误差的建模及各轴相应的补偿控制量的计算都需要大量的齐次坐标 变换运算，这为实际的多轴联动耦合 控制器的设计带来了很大的不便。 智能控制理论与方法将可能为此问 题提供理想的解决方法。此外，要实 现多轴联动纳米级轮廓控制精度， 还 有一个不可忽视的问题，即联动轴的 同步问题。现在，IBM使用硅技术***了一个可以针对“外来体”的纳米级DLD过程，证明DLD可以用户过滤20-110纳米之间的物体。同步精度的高低直接影 响到系统的轮廓跟踪精度。严格意 义上的多轴伺服系统同步涉及到复 杂的数控和伺服系统接口规范的制 定。目前，在可以实现亚微米级加工 的高ji多轴联动超精密数控机床研 制方面，我国尚未取得突破性进展。 至于可实现大型复杂曲面，特别是自 由曲面的纳米级超精密加工的五轴 联动机床，至今仍是一个世界上尚未 解决的难题。

科学院科技战略咨询研究院与国家纳米科学中心联合发布《纳米研究前沿分析报告》。报告采用内容分析、文献计量和领域分析相结合的方法，通过对比分析美国、英国、法国、德国、俄罗斯、欧盟、日本、韩国、印度、澳大利亚以及我国的纳米技术研发计划，发现各国对纳米技术的信心普遍增强，投资力度普遍加大，科研人员数量和相关企业数均大幅增加；将纳米技术列入促进经济社会发展和解决重大问题的关键技术领域，在能源和生物等领域尤其受到重视；纳米技术研究迈向新阶段，由单一的纳米材料制备和功能调控转向纳米技术的应用和商业化；通过公共研发平台、产业园区等方式，促进产学研合作及与其他领域的融合，缩短从前沿研究到产业化的时间；开展EHS（环境、健康、安全）和ELSI（限制、社会课题）研究以及***和规范（ISO、IEC）的制定；重视纳米技术的基础教育和高等教育。报告显示，我国在纳米科技领域已形成一批达到世界***水平的优势研究方向和团队。位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。

位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。在仪器研发方面，为拓展仪器性能，还将结合单分子荧光技术和高精度激光光镊，有望提升蛋白质科学领域的仪器自主研发能力。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高（目前分辨率高的可达到纳米级）、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。

纳米级位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，k和纳米位移计。

电感式位移传感器KD5100是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。纳米位移计NLS1X采用光谱共焦原理，测量光源为白光，通过判断白光分解出来的各色波长与调节的物镜焦距相匹配，再通过接收端的光谱分析仪分析出接收到的光的主波长，从而确定测量值。