针对微推力测量中电容位移传感器需要频繁标定非线性误差的问题, 提出了一种基于激光干涉的现场标定方法。标定原理为: 在直线位移台上同时调节可动角隅棱镜与测量目标的位置, 进而改变干涉光路光程差及电容位移传感器极板间距, 以激光干涉测量结果为基准, 采用线性拟合方法, 对传感器非线性误差进行标定。搭建了基于常用光学元件的干涉光路, 对应用于微推力测量中不同量程的传感器进行标定。在分析干涉光强变化特点的基础上, 确定了干涉条纹数计算方法, 得到干涉光路的位移测量精度为66.5 nm。实验验证了该校准装置的实用性和准确性, 最后对标定结果、传感器输出非线性误差以及影响激光干涉测量精度的主要因素进行了分析, 得到激光干涉测量总误差为67.2 nm。

在综合分析、比较现有容栅测量技术的基础上,介绍了一种绝对式容栅测量技术。这种技术克服了传统相对式容栅测量系统中存在的缺陷,利用两级耦合多精度合成实现测量位置的绝对编码,实现了高精度、大量程测量。首先介绍了用于高精度测量的容栅测量系统构成,讨论了绝对式测量的工作原理。给出的系统检测电路解决了传统鉴相型检测电路中滤波效应导致信号精确性受到损坏以及需要较长稳定时间的问题。