编码图案位移传感器

亚纳米跨尺度

该位移传感器利用编码图案实现三自由度平面运动的视觉测量,在90 mm×90 mm范围内达到亚纳米分辨率,突破测量分辨率与量程难以兼得的瓶颈。

Jiyu, Li · 陈涛 · 毕树生 · 王玉亮

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2025

参数信息

X轴测量标准差
0.81 nm
Y轴测量标准差
0.77 nm
θZ轴测量标准差
2.19 μrad
X轴扩展不确定度(95%置信水平)
±1.76 nm
Y轴扩展不确定度(95%置信水平)
±1.70 nm
θZ轴扩展不确定度(95%置信水平)
±4.82 μrad

技术优势

三轴解耦,互不干扰

X、Y位移从相位谱提取,旋转角θZ从幅度谱提取,三轴测量相互独立,避免了传统方法中的串扰误差,简化了标定和补偿。

跨尺度兼顾

在90 mm×90 mm的大行程范围内保持亚纳米分辨率(X轴0.81 nm,Y轴0.77 nm),打破了高分辨率与大量程不可兼得的传统限制,无需切换传感器或拼接测量。

实时连续追踪

通过连续采集周期性图像并分析频谱,可在90 mm×90 mm区域内实现实时轨迹追踪,适用于动态运动控制,而非常规的静态单点测量。

应用场景