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本技術(shù)從原理上區(qū)別于傳統(tǒng)的位移(包括線位移和角位移)測(cè)量，它是利用多個(gè)小范圍高精度傳感器進(jìn)行大范圍位移測(cè)量，而其大范圍位移測(cè)量的精度僅取決于小范圍高精度傳感器的精度，即本技術(shù)是將小范圍測(cè)量的高精度沿展至整個(gè)大范圍位移測(cè)量，從而使位移測(cè)量系統(tǒng)的相對(duì)測(cè)量精度得以極大地提高（例如：小范圍r的測(cè)量誤差為△r，其相對(duì)測(cè)量誤差為△r/r，若測(cè)量范圍為L(zhǎng)，其中L可是r的數(shù)倍，數(shù)十倍，甚至上千倍， 應(yīng)用本技術(shù)，則大范圍L的測(cè)量誤差仍為△r，甚至更小，其相對(duì)誤差減小至△r/L）。 與光柵、磁柵、感應(yīng)同步器等位移測(cè)量技術(shù)的比較 無(wú)論是光柵，磁柵，還是感應(yīng)同步器位移測(cè)量裝置，其測(cè)量精度的提高主要取決于它的感測(cè)目標(biāo)（光柵和磁柵的的各個(gè)柵線，感應(yīng)同步器的繞組）的均勻分布位置精度（各個(gè)柵線及各繞組在測(cè)量范圍全程的間距均布精度）的提高。而在較大的測(cè)量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)感測(cè)目標(biāo)高均布位置精度的難度較大，往往造成成本很高，對(duì)環(huán)境要求也十分苛刻，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。本技術(shù)由于測(cè)量原理上的不同，并不要求感測(cè)目標(biāo)的均勻分布，因此，其位移測(cè)量精度不受此限制，僅與所用傳感器本身的精度有關(guān)。 本技術(shù)附有的幾大優(yōu)點(diǎn)： 低成本高精度、測(cè)量范圍大。 用于本技術(shù)的傳感器可為現(xiàn)有的線位移或角位移傳感器產(chǎn)品，因此傳感器的選擇范圍非常廣泛，且因傳感技術(shù)的成熟而使本技術(shù)具有良好的穩(wěn)定性。 本技術(shù)利用傳感器進(jìn)行位移測(cè)量，影響傳感器精度的因素主要有溫度等，但本技術(shù)的測(cè)量精度只與傳感器在測(cè)量時(shí)間內(nèi)受溫度等因素的影響有關(guān)，而測(cè)量時(shí)間一般較短，溫度等因素的影響則可忽略不計(jì)，因而就本技術(shù)而言，溫度等因素對(duì)測(cè)量的影響微乎其微。 本技術(shù)無(wú)零漂問(wèn)題。因?yàn)閭鞲衅魉诘娜魏挝恢镁勺鳛楸炯夹g(shù)測(cè)量裝置的起始零點(diǎn)，對(duì)傳感器而言沒(méi)有回零問(wèn)題，故測(cè)量裝置無(wú)零漂問(wèn)題 。 本技術(shù)無(wú)任何理論上的誤差，因而其測(cè)量精度可隨傳感器精度地提高而不斷 地提高。 本技術(shù)可進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量；接觸或非接觸測(cè)量；等分及連續(xù)測(cè)量。

多自由度精密位移平臺(tái)由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，包含傳感器、驅(qū)動(dòng)器和控制器等部件，是精密儀器運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分，也是精密加工設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、微電子制造檢測(cè)設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、印刷設(shè)備、生物醫(yī)療設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線的關(guān)鍵組件。其壓電馬達(dá)具有高分辨率、小尺寸、低能耗等特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)控制部分采用先進(jìn)的EtherCAT（通用超高速以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線）方案，使系統(tǒng)不僅更簡(jiǎn)潔、更靈活，還具有更好的實(shí)時(shí)性。

本發(fā)明公開了一種圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，包括殼體和錨桿；殼體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝有第一安裝平臺(tái)和第二安裝平臺(tái)，第二安裝平臺(tái)固定在導(dǎo)軌上，第一安裝平臺(tái)可沿導(dǎo)軌軸線滑動(dòng)，第一安裝平臺(tái)上設(shè)有第一反射鏡，第二安裝平臺(tái)上設(shè)有分光鏡、激光器、第二反射鏡以及光檢測(cè)器，錨桿上端設(shè)有錨爪，錨桿外圓周上設(shè)有限位板，錨桿內(nèi)設(shè)有鋼絲，鋼絲的兩端分別與錨爪和第一安裝平臺(tái)相連。本發(fā)明的圍巖離層位移監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)邁克爾遜干涉法來(lái)檢測(cè)離層位移，采集單元將測(cè)得的數(shù)據(jù)輸入處理單元中處理，具有測(cè)量精度高，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

 本項(xiàng)目提出的“高精度廣域應(yīng)變與位移微波監(jiān)測(cè)儀”應(yīng)用在針對(duì)大型建筑、橋梁、堤壩、邊坡工程、自然山體等對(duì)象在力的作用下所形成的應(yīng)變或位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該儀器設(shè)備采用地基干涉微波成像技術(shù)，能夠?qū)^為廣大區(qū)域進(jìn)行微波探測(cè)，通過(guò)分析回波信號(hào)以及相應(yīng)的處理實(shí)現(xiàn)對(duì)被探測(cè)區(qū)域的場(chǎng)景進(jìn)行的微波成像和差分干涉測(cè)量，得出被探測(cè)區(qū)域的三維微波圖像，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)景中發(fā)生形變或位移的區(qū)域并給出相應(yīng)的變化量，實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域的最高0.1米成像分辨率精度、0.05米的高程精度和0. 1毫米的變化測(cè)量精度。利用該儀器可以實(shí)現(xiàn)探測(cè)目標(biāo)在三維高密度網(wǎng)格條件下的形變測(cè)量，同時(shí)可以利用微波散射特性的差異對(duì)探測(cè)區(qū)域的物理屬性進(jìn)行反演。該儀器設(shè)備采取非接觸式的工作模式、具有遠(yuǎn)程測(cè)量和全天候全天時(shí)工作的能力，可以為大型設(shè)施提供全面、精細(xì)、準(zhǔn)確的微小應(yīng)變與位移的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也將促進(jìn)新型測(cè)量應(yīng)用的進(jìn)步與相關(guān)理論的發(fā)展。 本項(xiàng)目聯(lián)合國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局在密云鐵礦和紫金礦業(yè)等礦山企業(yè)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證并取得了良好的效果。

多自由度精密位移平臺(tái)由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，包含傳感器、驅(qū)動(dòng)器和控制器等部件，是精密儀器運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分，也是精密加工設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、微電子制造檢測(cè)設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、印刷設(shè)備、生物醫(yī)療設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線的關(guān)鍵組件。其壓電馬達(dá)具有高分辨率、小尺寸、低能耗等特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)控制部分采用先進(jìn)的EtherCAT（通用超高速以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線）方案，使系統(tǒng)不僅更簡(jiǎn)潔、更靈活，還具有更好的實(shí)時(shí)性。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹 量程0.2-10m，分辨率1mm  數(shù)據(jù)傳輸端口為智能HDMI接口，支持與采集器的有線通訊和無(wú)線通訊。

量程：0.15m～6m，分辨率1mm，超聲波的發(fā)射裝置和接收裝置集成一體。具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量位移的功能，可計(jì)算速度、加速度等物理量。

 隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，超快超強(qiáng)激光可以在飛秒的時(shí)間尺度（1飛秒=10-15 秒）內(nèi)作用于電子使電子產(chǎn)生約0.1納米（1納米=10-9米）量級(jí)的空間位移。利用超短超強(qiáng)激光脈沖，人們將可以實(shí)現(xiàn)分子尺度下的電子位置的超快及超高精度的位置控制。然而現(xiàn)有的探測(cè)技術(shù)，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電子如此微小位移的精確測(cè)量。隧道掃描顯微鏡（STM）利用的電子量子隧穿信號(hào)能以0.1納米的橫向和0.01納米的縱向分辨率對(duì)靜止的原子進(jìn)行成像，卻無(wú)法對(duì)運(yùn)動(dòng)中的電子進(jìn)行成像。光電子顯微鏡（PEEM）成像系統(tǒng)雖然可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)電子的位置，但是其最好的分辨率僅能達(dá)到約3納米，無(wú)法在0.1納米的尺度進(jìn)行位移測(cè)量。日前，該團(tuán)隊(duì)利用強(qiáng)場(chǎng)電離中的時(shí)間雙縫干涉圖樣，提出對(duì)電子在激光脈沖下的微小位移進(jìn)行了測(cè)量的新方案，該方案的分辨率可達(dá)0.01納米。為了測(cè)量電子在超短脈沖作用下的位移，他們把導(dǎo)致電子位移的超短脈沖置于兩束較長(zhǎng)反向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光之間。兩束反旋向的圓偏振光先后分別電離電子，構(gòu)成時(shí)間上的電子波包雙縫干涉，這在電子動(dòng)量譜中產(chǎn)生渦旋結(jié)構(gòu)。在沒(méi)有中間的超短脈沖時(shí)，該渦旋結(jié)構(gòu)角向是均勻分布的。當(dāng)中間加入了一束任意的被測(cè)超短脈沖，它將作用于前一圓偏光電離的電子使之產(chǎn)生微小位移，這個(gè)微小位移使得電子波包獲得一個(gè)額外相位，從而導(dǎo)致先后兩個(gè)電子波包的干涉結(jié)構(gòu)在角方向產(chǎn)生了非均勻性。他們提出通過(guò)測(cè)量這個(gè)非均勻的角向分布，可以準(zhǔn)確地提取出電子在超短脈沖作用下產(chǎn)生的亞納米量級(jí)的微小位移。他們的方案對(duì)激光的焦斑效應(yīng)以及兩束圓偏振光的相位抖動(dòng)具有很好的抗干擾能力。該理論方案近期以“Proposal for measuring electron displacement induced by a short laser pulse”為題在線發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上【Phys. Rev. Lett. 122, 053201, (2019)】，光學(xué)所的博士生肖相如為第一作者、彭良友教授為通訊作者。左圖：新方案示意圖；右圖：測(cè)量方案給出的理論預(yù)測(cè)結(jié)果。 研究團(tuán)隊(duì)近期還與吉林大學(xué)丁大軍教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組緊密合作，理論提出并在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)橢圓偏振強(qiáng)激光橢偏率的原位測(cè)量新方案。他們利用兩束其它參數(shù)相同而旋向相反的橢偏光來(lái)電離惰性氣體氙（Xe）原子，強(qiáng)場(chǎng)電離得到的電子閾上電離譜和單電離離子總產(chǎn)率譜敏感地依賴于兩束光脈沖之間的延時(shí)。這些能譜和產(chǎn)率隨延時(shí)的周期性調(diào)制，能夠準(zhǔn)確反映一個(gè)光學(xué)周期之中橢圓偏振光的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小和最大值間的比值，因此可以用來(lái)準(zhǔn)確提取每一束橢偏光的橢偏率。研究表明，這一橢偏率測(cè)量方案在很大的激光參數(shù)范圍內(nèi)普遍適用，這一工作在準(zhǔn)確表征超快強(qiáng)激光場(chǎng)的性質(zhì)方面邁出了重要一步，將對(duì)強(qiáng)場(chǎng)物理研究中精細(xì)操控原子分子內(nèi)的超快過(guò)程起到重要推動(dòng)作用。該項(xiàng)成果以“Accurate in situ Measurement of Ellipticity Based on Subcycle Ionization Dynamics” 為題，于2019年1月9日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上【Phys. Rev. Lett. 122, 013203 (2019)】，吉林大學(xué)原子與分子物理研究所的王春成副教授、博士研究生李孝開、北大博士生肖相如為論文共同第一作者，北京大學(xué)彭良友教授、吉林大學(xué)丁大軍教授為該論文的通訊作者。 這些研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京量子信息科學(xué)研究院、極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的重要支持。 兩篇論文的原文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.053201https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.013203

本實(shí)用新型公開了一種微位移驅(qū)動(dòng)開關(guān)閥，包括微位移驅(qū)動(dòng)器、微位移放大機(jī)構(gòu)、開關(guān)閥閥芯組件和閥體基座；微位移放大機(jī)構(gòu)采用由三個(gè)滾珠與兩個(gè)三角斜面組合的三角放大原理對(duì)微位移驅(qū)動(dòng)器輸出的微位移進(jìn)行放大；開關(guān)閥閥芯組件采用上下閥芯等徑分離結(jié)構(gòu)平衡液壓力及方便閥芯的裝配；閥體基座將微位移驅(qū)動(dòng)器安裝空間、微位移放大機(jī)構(gòu)安裝空間、開關(guān)閥閥芯組件安裝空間整合為一體。本實(shí)用新型微位移放大器可將位移從微米級(jí)放大為毫米級(jí)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)結(jié)，易于實(shí)現(xiàn)；為減少驅(qū)動(dòng)的阻力，開關(guān)閥芯采用等徑分離結(jié)構(gòu)，作用于閥芯軸向的液壓力大幅減少，且便于裝配；閥體基座將微位移驅(qū)動(dòng)部分、位移放大部分、開關(guān)閥套部分設(shè)計(jì)為一體，結(jié)構(gòu)緊湊。

成果創(chuàng)新點(diǎn) 1.溫飄、分辨率、穩(wěn)定性等指標(biāo)具有國(guó)際領(lǐng)先水平； 2.溫度自補(bǔ)償技術(shù)、信號(hào)源漂移自矯正技術(shù)、噪聲抑 制技術(shù)等是主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。 技術(shù)成熟度 小試中試階段 市場(chǎng)前景 可用在大型天文望遠(yuǎn)鏡中作為邊緣傳感器；可以用在 精密車床、電子顯微鏡、原子力顯微鏡、共焦顯微鏡等中。 轉(zhuǎn)化計(jì)劃 預(yù)期轉(zhuǎn)化方式：自主轉(zhuǎn)化尋求投資，已于天使基金接 觸。