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精密仪器设计 Design of Precision Instrument 光电精密检测系统设计 测控技术与仪器研究所 自动化工程学院 、现代精密光电检测仪器特点 现代精密仪器:现代制造技术(光、机、电、算) 纳米技术、仿生学原理、新材料等。 ■信息加载于光波,是一种非接触和非破坏性测量,可适用于远距 离、危险、恶劣环境测量: ■光波传播速度快,可进行实时测量和控制 ■测量精度高,如激光干涉测量的精度可达1/100波长 ■具有很高的空间分辨率 ■可进行图像处理。 典型精密仪器的基本组成 光学精密机 光电转换 电路处理 械系统 系统 系统 电机及驱 计算机控 动系统 制系统 显示、打 信息获取与应用 印系统信息处理、变换与显示 (1)光学精密机械系统 光学成像系统物镜、光栏等;照明系统—光源、滤镜等 精密机械系统-X-Y精密工作台、徼动工作台( Micro- table) 真空吸附台以及传动部件(如 Flexure Hinge) 等 典型精密仪器的基本组成 (2)光电转换与传递系统 CCD、摄像机、光电管( Phototube)、 硅光电池( Silicon photo-ce 光栅( Grating)、激光等。 (3)电路处理与计算机控制 信息处理、变换与存储显示及模块控制等。 功放、AD、DA、 DSP、FPGA、CPLD、F/V I/O、LED、LCD等。 典型精密仪器的基本组成 (4)电机及驱动系统 电机直流电机、交流电机、直线电机、力矩电机、 音圈电机( Voice coil motor)、步进电机 ( Stepping Motor)、纳米电机( Nanomotion)等。 微位移技术中,采用致动器( Actuator)作为驱动 源,如PZT、 Electrostatic force等。