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E+E納米時柵傳感器超精密實驗系統設計與優化
納米測量技術已成為世界各國熱門的研究課題，美國、德國、日本等世界工業發達國家均把納米測量技術作為本國納米戰略的重要組成部分。E+E納米時柵傳感器位移傳感器在此前提下提出，是一種基于變面積型電場耦合原理的電容式結構的位移傳感器。利用人類目前對時間測量精度要比空間測量精度高三個數量級的優勢，采用高頻時鐘脈沖插補技術，通過高精度時間差的測量從而得出空間納米級位移量的測量。

E+E納米時柵傳感器超精密實驗系統設計與優化
結合電場耦合原理，傳感器在信號獲取方面有了很大的突破，能獲得較穩定且強度高的信號；微納制造技術的引入，使得傳感器在制造加工方面更加方便與可靠；差動式的平板電容結構原理設計，使傳感器結構簡單，安裝方便；從理論上來說，E+E納米時柵傳感器位移傳感器有望達到納米級測量精度甚至更高，但研究這些工作是一項原始創新性工作，沒有任何成熟的技術和資料可以借鑒學習。因此，需要通過大量的實驗與理論相結合，逐漸形成一套傳感器設計理論。為了使傳感器實驗研制的順利進行，設計一套超精密的實驗系統成為必要。本研究圍繞著E+E納米時柵傳感器位移傳感器超精密實驗系統的設計與優化，做了以下工作：*，詳細闡述E+E納米時柵傳感器位移傳感器的結構形式與工作原理，通過對其分析找出E+E納米時柵傳感器實驗過程中誤差的來源，建立誤差理論模型，提出超精密實驗系統設計要求。第二，根據超精密實驗系統的設計要求，研究傳感器的動測頭驅動系統，通過兩套方案的設計與實驗對比，zui終選用氣浮平臺系統來保證傳感器動測頭的精確運動；第三，通過四套傳感器定測頭的安裝方案設計與優化，使得實驗更加方便，并通過大量實驗數據得出傳感器安裝位置對精度的影響規律；第四，利用NI公司的虛擬儀器開發平臺LabVIEW軟件和PXI-5422任意波形發生器硬件設備相結合，設計一套高精度的E+E納米時柵傳感器位移傳感器實驗信號激勵系統，為傳感器激勵信號的研究提供了幫助。zui后，通過超精密實驗系統的設計與優化，開展大量的實驗驗證與分析。

E+E納米時柵傳感器超精密實驗系統設計與優化
實驗結果表明：E+E納米時柵傳感器位移傳感器在行程為200mm范圍內，實驗精度可以達到±400nm。概要分析時柵傳感器的幅值誤差、正交誤差、相移誤差等誤差因素以及其對檢測精度的影響,給出了對上述各誤差進行在線檢測的方法,同時通過信號合成、數字濾波與延遲補償等方法聯合消除誤差影響,提高了系統測量精度。該方案將信號產生、數據采樣控制、誤差檢測、位移解算與誤差修正等數據處理集成到一片DSP內,壓縮了系統硬件空間,提高了系統綜合性能。實驗表明:經過誤差處理后,72對極傳感器系統的誤差從±128.4″減少至±1.7″。