国家标准 GB/T38616一2020 纳米定位与扫描平台术语 Ierminologyformanopositiomingamdscanmingstuge 2020-04-28发布 2020-11-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花警理委员会国家标准
GB/38616一2020 目次前言范围 2 通用术语检测术语索引
GB/38616一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国电子测量仪器标准化技术委员会(SAC/TC153)提出并归口本标准起草单位;沈阳建筑大学、三英精控(天津)仪器设备有限公司、广东工业大学、计量科学研究院、苏州昊通仪器科技有限公司、沈阳理工大学本标准主要起草人:须颖、戴敬、安冬、邵萌施玉书、贾静、戴超、文杰、王贺
GB/38616一2020 纳米定位与扫描平台术语范围本标准界定了纳米定位与扫描平台(以下简称平台)的术语定义本标准适用于纳米定位与扫描平台产品参数的定义通用术语 2.1 压电陶瓷驱动器piezoactuator 利用纵向压电效应将电能转化为机械能的陶瓷元件 2.2 柔性铃链机构nlesurehmgemethanism 利用材料弹性形变产生位移的一种特殊运动副,具有无机械摩擦,运动灵敏度高、位移分辨力高等特点,常用于平台传动导向机构注:根据横截面切口形状可以将柔性饺链分为:;直角型、椭圆形、过渡圆角型以及正圆形等,如图1所示直角型柔性链椭圆形柔性链过渡圆角型柔性铵链正圆形柔性链 b d 图1按横截面切口形状分类的柔性铵链 2.3 纳米定位与扫描平台nanop0sitioningandscanningstage 基于压电陶瓷驱动器和柔性钞链机构的具有纳米量级定位和扫描功能的平台 material 平台材料stage 用于制造平台主体机械结构的物质 2.5 平台尺寸stagesize 表征平台外部轮廓的几儿何量 )为单位注通常以毫米( mm 2.6 平台运动维度stagedegreeorfreedom" 独立的平台运动空间坐标方向的数目注:可分为一维、二维、、六维平台速度稳定性speedstabilty 扫描过程中平台保持恒定速度的能力
GB/T38616一2020 2.8 负载能力alowableload 正常工作情况下,平台载物面中心处允许负载的最大载荷注，通常以克(g)为单位 2.9 平台稳定性stagestability 平台运行中位置与位移精度的稳定性 2.10 有效带宽efteetiebandwidth 输出信号幅值衰减到输人信号幅值3dB时对应的频率注又称一3dB带宽 2.11 静态刚度staticstifmess 静态载荷下平台抵抗变形的能力,用平台在静态载荷作用下的形变程度来衡量注，通常以牛每微米(N/m)为单位 2.12 谐振频率resonantfrequeney 引起平台发生谐振的一阶固有频率 2.13 开环控制openloopcontrol 控制器与平台之间只有顺向作用而没有反馈的控制 2.14 闭环控制eosedloopcontrol 反馈控制feedbackcontrol 控制器与平台之间既有顺向作用又有反馈的控制 3 检测术语 3.1 轴向行程axialrange 平台轴向运动的最大直线行程注;分为开环行程和闭环行程,通常以微米(4m)为单位 3.2 目标位置targetpositionm 平台运动部件按编程指令要达到的位置 3.3 实际位置aetualpwsiton 平台运动部件按编程指令运动到目标位置时,所测得平台的实际到达位置 3.4 位置偏差positodeytaton 平台运动部件到达的实际位置与目标位置之差,见式(l) X =P一P
GB/38616一2020 式中: X 平台第次到达第i个目标位置的位置偏差; 平台第次向第;个目标位置移动时的实际位置测量值; -沿运动轴线选择的目标位置中的第;个特定位置注i=1,2,,mj=1,2,,n;m和 l"为大于或等于1的正整数 3.5 单向测量值unidirectionalmeasurementvalue 平台以相同的方向沿轴线趋近某目标位置的一系列实际测量数值注:例如P个或P,符号个表示从平台定义的正方向趋近所得的数值,符号表示从平台定义的负方向趋近所得的数值 3.6 双向测量值bidireetionalmeasurementvalue 平台从正负两个方向沿轴线趋近某目标位置的一系列实际测量数值 3.7 准确度aceuraey 平台运动过程中,实际位移与目标位移的一致程度 3.8 某一位置的单向平均测量值meanyauefanunidireetonallymeasuredpositionm 由n次单向趋近某一位置尸所得的实际位置测量值的算术平均值,见式(2)和式(3) 万个 -" 式中 -从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值， P P 从平台定义的正方向趋近所得的实际位置测量值; 测量次数月，-,P" 式中、 -从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值 P 从平台定义的负方向趋近所得的实际位置测量值; 测量次数 3.9 单向重复定位精度unidireetionalpositioningrepeatability 在相同测量条件下,对平台同一目标位置进行连续n次单向重复定位所得实际测量值与平均测量值之间的一致程度,见式(4)和式(5) P个-万个) R个式中: R -从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向重复定位精度 P -从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的实际位置测量值厂 -从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值 -测量次数
GB/T38616一2020 P 式中从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向重复定位精度 R P -从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的实际位置测量值厂从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值测量次数 3.10 某一位置的双向平均测量值menvalueofbdireetonallymesuredposition 由两个方向趋近某一位置尸,所得的单向平均测量值万个和万卜的算术平均值,见式(G) P 十P P .(6 式中厂 -某一位置的双向平均测量值; 厂 -从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值厂 -从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值 3.11 双向重复定位精度bidireetonalpositioningrepeatability 在相同测量条件下,对平台同一目标位置进行连续n次双向重复定位所得实际测量值与平均测量值之间的一致程度,见式(7) (P-," R 式中 R 某一位置的双向重复定位精度; 实际位置; " -某一位置的双向平均测量值; -测量次数 3.12 反向差值reversaldeviationm 从正负两个方向趋近某一目标位置时两单向平均测量值之差,见式(8) -个-7 B 8 式中 -某一位置的反向差值 B 厂 -从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值万从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值 3.13 sldeiatim" 轴向反向差值axialreversa 沿轴向的各目标位置的反向差值的绝对值中的最大值,见式(9) B=max(B. 式中 B 轴向反向差值
GB/38616一2020 B 某一位置的反向差值 3.14 迟滞误差hysteresiserror 在全行程下,轴向反向差值与轴向行程的百分比,见式(10). B .(10 - ×100% -节式中: 迟滞误差 on 轴向反向差值 B T 轴向行程 3.15 线性度linearity 在行程范围内,平台实际位置偏离其拟合直线相应位置的程度注:表示为最大偏差与行程的百分比 3.16 位移分辨力positiomingresolutiom 在有效带宽下,平台沿轴向位移噪声的均方根(RMS)值注:平台的位移分辨力与系统工作频带宽度相关,分为开环位移分辨力和闭环位移分辨力通常以纳米(nm)为单位 3.17 角摆偏差angulardeviation 平台在轴向运动过程中的偏摆角、俯仰角0和滚转角Y的最大值注以轴为运动轴的情况下,按照右手定则角摆偏差示意图如图2所示 4 80 8y 图2角摆偏差示意图 3.18 直线度straightness 在行程范围内,平台在轴向运动过程中偏离运动轴线的程度 3.19 平面度latness 在行程范围内,平台在平面运动过程中偏离运动平面的程度
GB/T38616一2020 3.20 正交误差orthogonalityerror 平台两正交运动轴X'Y"'实际运动轨迹的正交程度,用X'Y'夹角a与90"之间的角度偏差表示如图3所示图3平台正交误差示意图 3.21 阶跃响应稳定时间settingtime 平台定位运动时从零开始到进人目标位置稳态误差值为2%的误差带时所需要的时间注典型阶跃响应稳定时间示意图如图4所示 1.5 误差带 0.5 阶跃响应稳定时间 1C 25 30 15 20 时间/ms 图4典型阶跃响应曲线示意图
GB/38616一2020 索引汉语拼音索引 2.4 平台材料平台尺寸 2.5 闭环控制 2.14 平台稳定性 2.9 平台运动维度 2.6 迟滞误差 3.14 2.2 柔性较链机构单向测量值 3.5 3.9 单向重复定位精度实际位置 3.3 双向测量值 3.6 3.11 双向重复定位精度反馈控制 2.14 速度稳定性 2.7 反向差值 3.12 w 业 2.8 负载能力位移分辨力 3.16 位置偏差 3.4 3.17 角摆偏差阶跃响应稳定时间 3.21 线性度静态刚度 2.11 3.15 2.12 谐振频率开环控制 2.13 2.1 压电陶瓷驱动器 M 有效带宽 2.10 某一位置的单向平均测量值 3.8 3.10 某一位置的双向平均测量值目标位置正交误差 3.20 3.2 直线度 3.18 轴向反向差值 3.13 纳米定位与扫描平台轴向行程 3.1 准确度 3.7 平面度 3.19
GB/T38616一2020 英文对应词索引 3.7 accurac 3.3 actualp0sition allowableload 2.8 3.17 angulardeViatiOn axialrange 3.1 axialreversaldeviation 3.13 bidirectionalmeasurementvalue 3.6 bidireetionalp0sitioningrepeatability 3.11 closedloopcontro 2.14 effeetivebandwidth 2.10 feedbackcontrol 2.14 flatness 3.19 flexurehingemechanism 2.2 H 3.14 hysteresiserror 3.15 inearity meanvalueofanunidireetionallymeasured 3.8 p0sitionm valtueofbidiretionally 3.10 mean measuredp0sition 2.3 nanop0sitioningandscanningstage 2.13 openloopcontrol 3.20 orthogonality errOr
GB/38616?2020 P piez0actuator p0sitiondeViation 3.16 p0sitiOningreSolutiOn R 2.12 reSOnantfreguency reversaldeviation 3.12 settlingtime 3.21 2.7 SpeedStability stagedegreeoffreedom 2.6 stagematerial 2.4 2.5 stagesiZe stagestabilit 2.9 staticstiffness 2.11 straightness 3.18 targeposition 3.2 unidireetionalmeasurementvalue 3.5 unidirectionalp0sitioningrepeatability 3.9

纳米定位与扫描平台术语GB/T38616-2020详解

随着科技的不断发展，纳米级别的测量需求逐渐增加，纳米定位与扫描平台作为一种高精度、高分辨率的测量设备，在各个领域中被广泛应用。为了更好地规范该设备的术语，GB/T38616-2020《纳米定位与扫描平台术语》被正式发布。下面我们来逐一解读：

概述

GB/T38616-2020的概述部分介绍了纳米定位与扫描平台的定义、分类、特点和应用领域等基本信息。其中，该标准将扫描平台分为力控扫描平台和视场扫描平台两种类型，并详细描述了其特点和应用场景。

术语定义

GB/T38616-2020中规定的术语包括：纳米测量、扫描探针、位置误差等。这些术语对于理解和描述纳米定位与扫描平台的性能和参数具有重要意义，因此必须严格按照标准进行使用。

技术要求

纳米定位与扫描平台的技术要求主要包括：分辨率、重复精度、环境适应性等指标。这些指标直接决定着设备的精度和可靠性，在实际使用中需要注意各项指标的合理配比。

试验方法

为了评估纳米定位与扫描平台的性能和指标是否符合标准要求，GB/T38616-2020中规定了一系列试验方法。其中包括：分辨率测试、扫描探针校正、位置误差测试等内容，确保设备在各种工况下均具有可靠的测量性能。

总之，GB/T38616-2020的发布为纳米定位与扫描平台提供了更加明确的术语规范，对于促进该设备在各个领域中的应用具有积极作用。未来，随着新技术的不断涌现，纳米定位与扫描平台也将不断升级和完善，为科技进步和创新提供更加精准、可靠的测量保障。