本文针对惯性测量组合当中的加速度计误差模型自标定问题,提出了一种基于多加速度计组合的测试方法。该方法以重力加速度g0的幅值平方作为参考基准来标定误差系数,使得标定精度不受转角定位误差的影响。采用三个相互正交的加速度计输出平方和作为观测信息,建立了g02观测误差辨识模型方程。该测试方法有效提高了加速度计的测试精度。

设计了一种基于三角原理的精密柔性定位机构,机构由压电叠堆作为驱动元件,经由柔顺机构输出缩小的位移。进行了理论计算和有限元分析并在样机上进行了静态特性的实验,结果表明该柔顺机构可以实现预期的运动。

以重力计的重力摆锤装配为例介绍了微装配系统的组成、夹持技术、力反馈技术。采用微装配技术以及进行装配工艺研究,重力摆锤的装配成活率由以前的25%提高到了81%,并降低了对工人的技能要求。

从光学性能仿真和结构版图设计两方面对基于微机电系统技术的分立式微变形镜进行了研究。以符合柯尔莫哥洛夫湍流统计理论的大气随机波前作为被校正对象,对方形排列、砖形排列和蜂窝形排列的三种分立式微变形镜进行了面形函数构建与波前校正仿真;从单元数量、控制电极、释放孔、弹性支撑梁和寻址线等方面给出了分立式微变形镜的结构、版图设计准则;最终采用两层多晶硅表面牺牲层工艺完成了一种方形排列37单元分立式微变形镜的制备,并对其镜面光学质量和电压-位移曲线进行了测试。

在阐述密珠轴系的工作原理的基础上,重点论述了密珠轴系在关节臂测量仪结构设计中的应用;并对密珠轴系进行了结构分析和计算,最后对关节臂测量仪进行实际测试,证明此密珠轴系满足设计要求。

结合加速度计在重力场的试验,推导出正交双加速度计在离心机下的g2观测方程,并用总体最小二乘法进行模型辨识。仿真结果表明,正交双加速度计测试方法在离心机试验中能够消除转角误差;当系统矩阵存在小扰动时用总体最小二乘法可消除影响。从测试方法和辨识理论两方面提高了加速度计的标定精度,为高精度惯性仪表的测试提供了试验指导和理论基础。

在分析了原子力显微镜(AFM)探针在测量及加工领域应用过程中,探针磨损对于实验结果的影响的基础上,综述了Si3N4针尖、金刚石针尖和单晶硅针尖的磨损机理。并展望了探针磨损机理的发展趋势。

论述了目前超光滑表面清洗的基本理论,常用清洗工艺及清洗方法,最后对清洗技术的发展前景进行了展望。

从三坐标测量机的实际设计出发,通过对小型三坐标测量机的机械分析和实验,对三坐标测量机的设计提供理论基础的分析和可行的思路。

讨论了激光陀螺超光滑光学反射镜基片的加工和检测技术,并给出了超光滑光学基片的非接触光学测量仪和原子力显微镜的测试图。还论述了原子力显微镜测试的准确性以及超光滑光学表面的分形特征。