电极几何尺寸误差对纳米时栅位移传感器测量精度的影响及其抑制方法

摘要：

在纳米时栅传感器的制造过程中,由加工工艺引入的制造误差主要表现为电极几何尺寸误差.通过运用分段面积积分方法进行数学建模,详细地分析了电极几何尺寸误差对测量精度的影响,并揭示了采用多个感应电极进行信号拾取会具有一种平均效应,能够有效地匀化由电极几何尺寸误差随机变化所引入的测量误差.采用制造精度在1 μm级的微纳加工工艺和制造精度在10μm级的印制电路板(PCB)工艺分别制作了两套量程为200 mm的传感器样机,并进行了精度对比实验.实验结果表明,由于平均效应的作用,PCB工艺制作的样机经过简单的线性补偿后,在满量程内取得了±250nm的测量精度,接近微纳加工工艺制作的样机的测量精度.实验结果验证了多个感应电极平均效应的有效性.

关键词：制造误差;电极几何尺寸误差;平均效应;栅式位移传感器;纳米时栅

所属期刊栏目：42

分类号：TH7(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金;重庆市教委科学技术研究项目;重庆市教委科学技术研究项目

在线出版日期：2021-12-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：21-27