目前,在微/纳米机械中,精密测量技术一个重要研究对象是微结构的机械性能与力学性能、谐振频率、弹性模量、残余应力及疲劳强度等。微细结构的缺陷研究,如金属聚集物、微沉淀物、微裂纹等测试技术的纳米分析技术目前尚不成熟。国外在此领域主要开展用于晶体缺陷的激光扫描层析技术,用于研究样品顶部几个微米之内缺陷情况的纳米激光雷达技术,其探测尺度分辨率均可达到1nm。
以激光波长为已知长度利用迈克耳逊干涉系统测量位移
图像识别测量技术
随着近代科学技术的发展,几何尺寸与形位测量已从简单的一维、二维坐标或形体发展到复杂的三维物体测量,从宏观物体发展到微观领域。正确地进行图像识别测量已经成为测量技术中的重要课题。
图像识别测量过程包括:(1)图像信息的获取;(2)图像信息的加工处理,特征提取;(3)判断分类。计算机及相关计算技术完成信息的加工处理及判断分类,这些涉及到各种不同的识别模型及数理统计知识。
图像测量系统一般由以下结构组成。以机械系统为基础,线阵、面阵电荷耦合器件CCD或全息照相系统构成摄像系统;信息的转换由视频处理器件完成电荷信号到数字信号的转换;计算机及计算技术实现信息的处理和显示;回馈系统包括温度误差补偿,摄像系统的自动调焦等功能;载物工作台具有三坐标或多坐标自由度,可以精确控制微位移。
图像测量系统结构
1、CCD传感器技术
物体三维轮廓测量方法中,有三坐标法、干涉法、穆尔等高线法及相位法等。而非接触电荷耦合器件CCD是近年来发展很快的一种图像信息传感器。它具有自扫描、光电灵敏度高、几何尺寸精确及敏感单元尺寸小等优点。随着集成度的不断提高、结构改善及材料质量的提高,它已日益广泛地应用于工业非接触图像识别测量系统中。
在对物体三维轮廓尺寸进行检测时,采用软件或硬件的方法,如解调法、多项式插值函数法及概率统计法等,测量系统分辨率可达微米级。也有将CCD应用于测量半导体材料表面应力的研究。
2、照相技术
全息照相测量技术是60年代发展起来的一种新技术,用此技术可以观察到被测物体的空间像。激光具有极好的空间相干性和时间相干性,通过光波的干涉把经物体反射或透射后,光束中的振幅与相位信息。
超精密测量技术所代表的测量技术在国防、航天、航空、航海、铁道、机械、轻工、化工、电子、电力、电信、钢铁、石油、矿山、煤炭、地质、勘侧等领域有极其广泛的应用,在国民经济建设中占有重要的地位。在精密制造中,超精密测量技术是产品合格的基本保证。