研究用新型功能材料—磁流变液制作阻尼固紧器,具有减小电机振动和实现微冲击固紧工作台的双重功能.通过有限元分析对其磁路进行了仿真,并用往复运动实验系统对其性能进行了标定.在纳米三坐标测量机上进行的纳米定位实验表明,加上磁流变阻尼固紧器后,工作台定位稳态波动从20 nm减小到5 nm以内,可实现纳米三坐标测量机纳米级定位稳态波动.

在动、静载荷腐蚀疲劳试验条件下,针对应变测量中存在的严重零漂问题,提出了一种基于转换系数法的应变零漂消除原理和方法.试验结果表明,该方法具有明显的应变零漂抑制效果,应变测量数据可靠.

介绍了一种新型纳米三坐标测量机二维定位平台的结构设计；平台设计了无爬行的磁浮-滑动复合导轨；引入了“共平面“的导向模式，实现近零阿贝误差；并对二维定位平台力平衡和系统热效应作了优化设计。计算和实验结果表明，平台能有效解决低速驱动时的爬行问题，实现微小步距进给，满足微纳米级定位平台的要求。

为提高微动工作台开环控制的定位精度,选用了性能稳定的新型钨青铜型多层片式压电陶瓷驱动器作为驱动元件.同时根据压电晶体的电畴结构和晶体结构原理,研制出抗迟滞驱动控制软件.实验证明,采用了这种新的驱动方式可以使驱动器的迟滞误差下降70%～90%.

提出了基于气浮测力的力矢量测量方法，设计了一维气浮测力模型和气浮式力矢量测量平台模型，推导得出了空间力矢量的求解公式，研制了气浮式空间力矢量测量平台样机。实验结果表明：沿坐标轴方向加载时，其他坐标轴方向测量值均为零，这表明气浮式测力平台测力时不存在维间耦合现象。三维空间内力矢量测量误差结果如下：力的相对误差为0．2％，力的方向误差为0．5°，作用在气浮平台上力的作用点位置坐标误差为±0．05mm。

压电陶瓷驱动器具有位移分辨率高、体积小、响应快、输出力大、不发热等优点，但其固有的迟滞、蠕变和非线性，严重影响了它的定位精度。在大行程微动工作台中，需要借助于位移放大机构来克服压电陶瓷驱动器位移行程小的缺点，但放大机构在放大位移的同时，也放大了压电陶瓷蠕变和迟滞误差的影响。本文通过对一种大行程压电陶瓷微动工作台蠕变特性的研究性实验，得到了该机构的蠕变特性曲线，找到了压电陶瓷驱动器蠕变的规律，为进一步修正和减少蠕变误差的影响、提高系统的定位精度，提供了科学的依据。

共焦测量方法由于其高精度、高分辨率及易于实现三维成像数字化的独特优势而被广泛应用.近年来,非扫描三维并行共焦技术引起各国专家的普遍关注,该技术将单点扫描变为多路并行探测,同步对被测表面的不同点进行检测,从而无需扫描实现全场同步测量.该文论述了近年来国内外在共焦并行全场检测技术方面的研究进展,介绍了国内外几种并行共焦检测系统的情况,及作者已进行的有关研究进展.

重点探讨了弹性板簧导轨在微动工作中的应用．其目的是获的结构简单、运动精度高的多自由度微动台，微动台的基体是各部分相互间均以两组板簧导轨联接而成的整体式结构，微动台在X、Y、Z方向的线位移和绕X、Y、Z轴的角位移是由相应的微位移器产生等值同向或等值反向的推力来实现的，而位移量的大小可通过位移传感器测得，并可进行闭环反馈控制以确保相应微位移器产生等值位移．弹性板簧结构简单，无原理误差，且导轨的几何参数误差为系统误差，可以修正补偿，从设计原理上可保证微动台在各个方向的运动独立，避免相互的耦合．

数字微镜器件（DMD）可以对反射后的光线进行分束，再经过透镜聚光后，能够形成点光源阵列，其中点的大小、间距都可以很方便地控制。相较于传统的微光学器件，DMD具有不可比拟的柔性，而且成本很低。利用DMD构建的数字并行光源可以用于并行共焦显微探测，实验搭建了一条适应于目前测量环境的光路，对比了周期不等的点光源阵列后，得到了在同时满足DMD和CCD的像素要求的前提下，阵列周期越小越能提高测量纵向分辨力的结论。

介绍了一种新型纳米三坐标测量机二维定位平台的结构设计。打破了传统二维定位平台堆栈的结构形式,引入了“共平面”的导向模式。经理论研究计算,能实现近零阿贝误差,满足微纳米级定位平台的要求。