[发明专利]一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统

权利要求书

1.一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：包括两个差动音叉钨探针、分别控制两个音叉探针的两个X向纳米精度微动台和控制微球运动的一个Y向纳米精度微动台、微动台控制器、信号发生器、幅值反馈电路、数据采集卡和安装有LabVIEW的工业计算机；首先利用两个音叉探针在X方向构成左右差动结构，然后利用两个信号发生器激励两个音叉探针产生谐振，音叉探针振动的信号通过幅值反馈电路处理后经过数据采集卡由工业计算机内的LabVIEW读取，LabVIEW通过读取的音叉振动幅值大小确定音叉探针与被测球的距离，工业计算机给微动台控制器发送指令，通过微动台控制器控制两X向纳米精度微动台同时驱动音叉探针差动逼近微球进行测量，单次逼近完成后微动台控制器控制Y向纳米精度微动台进给微球位置，改变微球方向并重复上述测量步骤即可实现微球球度高精度测量。

2.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：所述的两个音叉钨探针、两个X向纳米精度微动台和一个Y向纳米精度微动台拥有纳米级测量分辨力，控制两个差动音叉钨探针运动的X向纳米精度微动台行程一样且不小于微球半径，控制微球运动的Y向纳米精度微动台行程不小于微球直径。

3.根据权利要求2所述的一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：所述的两个X向纳米精度微动台和一个Y向纳米精度微动台均选取线性微动台，其中两个X向纳米精度微动台线性行程250μm，驱动分辨率为0.5nm，Y向纳米精度微动台线性行程500μm，驱动分辨率为0.9nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：两个X向纳米精度微动台同时快速逼近测球，若一微动台先逼近到达测量位置，需要在原地等待另一微动台，两微动台均到达测量位置时进行测量，测量完成后同时快速后退。

5.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：所述的数据采集卡为NI PCI-6259高速采集卡，有32路模拟输入，16位计数，单通道采集速度达到1.25MS/s，多通道同时采集速度达到1MS/s，采集卡的高速保证被采集信号信息的完整性。

6.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：所述的幅值反馈电路由放大、整流和滤波模块组成，音叉振动的原始信号先放大，然后经过整流芯片实现真有效值转换，整流完成后经过滤波完成对信号的处理。

7.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的微球球度高精度测量控制系统，其特征在于：所述的微动台控制器选取 Ensemble微动台控制器，LabVIEW通过.net通讯方式读取Ensemble库函数实现与微动台的数据交换，使用时将Ensemble库函数设置在LabVIEW的user.lib读取路径下，LabVIEW完成库函数识别后即可实现初始化设置、控制台状态控制和数据读取操作。