[发明专利]用于校准微纳米坐标测量系统测量误差的标准装置

说明书

本发明公开了用于校准微纳米坐标测量系统测量误差的标准装置，包括底座，底座上分布有标准单元，标准单元选择性的对称设置在半对称拓扑结构或全对称拓扑结构的节点上；全对称拓扑结构由半对称拓扑结构与镜像半对称拓扑结构组成。半对称拓扑结构包括位于同一中轴直线上的中心节点，相邻中心节点之间的拓扑长度均为l；每个中心节点均沿关于中轴直线呈θ夹角的斜直线依次衍生出多级衍生节点；相邻同级衍生节点之间的距离等于相邻中心节点之间的拓扑长度l；每个衍生节点均具有关于中轴直线对称的对称节点。解决现有技术中的标准器不能很好适应微纳米坐标测量系统测量范围跨度大与精度高的特点的技术问题。

技术领域

本发明涉及标准器技术领域，尤其是用于校准微纳米坐标测量系统测量误差的标准装置。

背景技术

微纳米坐标测量系统的精度在0.1微米左右，是一种新型自动化程度高、高精度的精密测量仪器，其通常集中了激光传感器、图像传感器、接触式探针为一体。由于微纳米坐标测量系统的测量范围为0.001mm～1000mm，具有测量范围跨度大、精度高的特点，而因此评价微纳米坐标测量系统的装置和方法与传统不同。

微纳米坐标测量系统由于不受被测对象的材料限制，已经被广泛地使用在航空航天、高铁、船舶等先进制造领域，并在医疗治疗、医药生产、生命科学、环境保护、农制品生产等多个重要领域发挥重要的检测作用。

在先进制造领域，微纳米坐标测量系统不仅在传统的复杂零部件质量检测，例如齿轮、花键、凸轮、叶片、发动机关键零部件、不规则复杂零部件，是通过对其进行表面形貌获取与分析，判断零部件的质量和寿命；而且在微型化的复杂零部件的检测起到十分重要的作用，这包括微型齿轮、极小模数齿轮或花键、微型台阶、喷嘴等超精密、微小零部件的几何尺寸的高精度的检测。

在医疗治疗领域，微纳米坐标测量系统被用来观察病理的图形形貌变化，作为重要的参考依据来辅助医生治疗，提高患者的治愈效果；在医药研制方面，微纳米坐标测量系统被用来观测新药品的效能及机理变化规律；在空气净化领域，微纳米坐标测量系统被用来观测空气含有颗粒的形状分布及粒径大小。

因此，保证微纳米坐标测量系统的测量量值准确十分关键，直接影响后续的产品质量。本发明涉及的微纳米坐标测量系统的校准装置并研究成套完备的检测方法具有重大意义。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种用于校准维纳米坐标测量系统的测量误差的标准装置，解决现有技术中的标准器不能很好适应微纳米坐标测量系统测量范围跨度大与精度高的特点的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种用于校准微纳米坐标测量系统测量误差的标准装置，包括底座，底座上分布有标准单元，标准单元选择性的对称设置在半对称拓扑结构的节点上；半对称拓扑结构包括位于同一中轴直线上的中心节点，相邻中心节点之间的拓扑长度均为l；每个中心节点均沿关于中轴直线呈θ夹角的斜直线依次衍生出多级衍生节点；衍生次序相同的衍生节点为同级衍生节点，同级衍生节点位于中轴直线的同一平行线上，使得相邻同级衍生节点之间的距离等于相邻中心节点之间的拓扑长度l；每个衍生节点均具有关于中轴直线对称的对称节点。

进一步的，相邻中心节点之间的拓扑长度l大于微纳米坐标测量系统中传感器最小视场分辨率率的4.25倍，且小于传感器最大视场范围的1/3。

进一步的，标准单元为标准球、标准圆柱、标准圆孔或标准锥孔，或者为其组合。

进一步的，标准单元为采用导磁材料制成的标准球；底座包括壳体，壳体顶面设有基板，基板上设有标准球安装孔；壳体内部设有用于将标准球吸合固定在基座上的磁定位装置。

进一步的，中心节点以拓扑长度l/2·cosθ衍生出初级衍生节点；各级衍生节点均以拓扑长度l/2·cosθ衍生出下一级衍生节点。