ICS 01.040.39 N 10 中华人民共和国国家标准 GB/T 38616—2020 纳米定位与扫描平台术语 Terminology for nano positioning and scanning stage 2020-04-28发布 2020-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T38616—2020 目 次 前言 范围 2 通用术语 3 检测术语 索引· GB/T386162020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国电子测量仪器标准化技术委员会（SAC/TC153)提出并归口。 本标准起草单位：沈阳建筑大学、三英精控（天津）仪器设备有限公司、广东工业大学、中国计量科学 研究院、苏州昊通仪器科技有限公司、沈阳理工大学 本标准主要起草人：须颖、戴敬、安冬、邵萌、施玉书、贾静、戴超、文杰、王贺 GB/T38616—2020 纳米定位与扫描平台术语 1范围 本标准界定了纳米定位与扫描平台（以下简称平台）的术语定义。 本标准适用于纳米定位与扫描平台产品参数的定义。 2通用术语 2.1 压电陶瓷驱动器 piezo actuator 利用纵向压电效应将电能转化为机械能的陶瓷元件。 2.2 柔性铰链机构 flexurehingemechanism 利用材料弹性形变产生位移的一种特殊运动副，具有无机械摩擦、运动灵敏度高、位移分辨力高等 特点，常用于平台传动导向机构。 注：根据横截面切口形状可以将柔性铰链分为：直角型、椭圆形、过渡圆角型以及正圆形等，如图1所示 a）直角型柔性铰链 b）椭圆形柔性铰链 ）过渡圆角型柔性铰链 d)正圆形柔性铰链 图1按横截面切口形状分类的柔性铰链 2.3 纳米定位与扫描平台 nano positioning and scanning stage 基于压电陶瓷驱动器和柔性铰链机构的具有纳米量级定位和扫描功能的平台。 2.4 平台材料stagematerial 用于制造平台主体机械结构的物质。 2.5 平台尺寸stagesize 表征平台外部轮廓的几何量。 注：通常以毫米（mm)为单位 2.6 SAC 平台运动维度 stagedegree of freedom 独立的平台运动空间坐标方向的数目。 注．可分为一维、二维、、六维平台。 2.7 速度稳定性 speed stability 扫描过程中平台保持恒定速度的能力。 1 GB/T38616—2020 2.8 负载能力allowableload 正常工作情况下，平台载物面中心处允许负载的最大载荷。 注：通常以克(g)为单位。 2.9 平台稳定性 Estage stability 平台运行中位置与位移精度的稳定性。 2.10 有效带宽 effective bandwidth 输出信号幅值衰减到输入信号幅值3dB时对应的频率。 注：又称－3dB带宽。 2.11 静态刚度 static stiffness 静态载荷下平台抵抗变形的能力，用平台在静态载荷作用下的形变程度来衡量。 注：通常以牛每微米（N/μm）为单位。 2.12 谐振频率 resonant frequency 引起平台发生谐振的一阶固有频率。 2.13 开环控制 open loop control 控制器与平台之间只有顺向作用而没有反馈的控制。 2.14 闭环控制 closed loop control 反馈控制 feedback control 控制器与平台之间既有顺向作用又有反馈的控制。 3检测术语 3.1 轴向行程 axial range 平台轴向运动的最大直线行程。 注：分为开环行程和闭环行程，通常以微米（μm）为单位。 3.2 目标位置 targetposition 平台运动部件按编程指令要达到的位置。 3.3 实际位置 actual position 平台运动部件按编程指令运动到目标位置时，所测得平台的实际到达位置。 3.4 位置偏差 position deviation 平台运动部件到达的实际位置与目标位置之差，见式（1）。 X=P-Pi ..(1) 2 SZC GB/T38616—2020 式中： X，一—平台第i次到达第i个目标位置的位置偏差； P；—平台第i次向第i个目标位置移动时的实际位置测量值； P—沿运动轴线选择的目标位置中的第i个特定位置。 注：i=1,2，.mj=1,2，….，n；m和n为大于或等于1的正整数 3.5 单向测量值 unidirectional measurementvalue 平台以相同的方向沿轴线趋近某目标位置的一系列实际测量数值。 注：例如P或P，符号个表示从平台定义的正方向趋近所得的数值，符号表示从平台定义的负方向趋近所 得的数值。 3.6 双向测量值bidirectionalmeasurementvalue 平台从正负两个方向沿轴线趋近某目标位置的一系列实际测量数值。 3.7 准确度 accuracy 平台运动过程中，实际位移与目标位移的一致程度。 3.8 某一位置的单向平均测量值 meanvalueofanunidirectionallymeasuredposition 由n次单向趋近某一位置P，所得的实际位置测量值的算术平均值，见式（2）和式（3） P,个: Pu1 (2) 式中： P.+ 从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值； P,+ 从平台定义的正方向趋近所得的实际位置测量值； n 测量次数。 PV= .(3) 式中： P,v 从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值： P;+ 从平台定义的负方向趋近所得的实际位置测量值； n 测量次数。 3.9 单向重复定位精度 unidirectional positioning repeatability 在相同测量条件下，对平台同一目标位置进行连续n次单向重复定位所得实际测量值与平均测量 值之间的一致程度，见式（4）和式（5）。 (P+-P+)2 R, ↑ (4) n-1 式中： R, + 从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向重复定位精度； P,↑ 从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的实际位置测量值； P,+ 从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值； n 测量次数。 3 GB/T38616—2020 (Pu-P,)" R, + ..(5) n-1 式中： R; 从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向重复定位精度； +"d 从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的实际位置测量值； P, 从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值； n 测量次数。 3.10 某一位置的双向平均测量值 mean value of bidirectionallymeasured position 由两个方向趋近某一位置P，所得的单向平均测量值P，和P，的算术平均值，见式（6)。 P++P ...(6) 2 式中： P 某一位置的双向平均测量值； P, +- 从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值； P，——从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值。 3.11 双向重复定位精度 bidirectional positioning repeatability 在相同测量条件下，对平台同一目标位置进行连续n次双向重复定位所得实际测量值与平均测量 值之间的一致程度，见式（7）。 C(P-P,)2 R; .(7) 式中： R, 某一位置的双向重复定位精度； Pu- 一实际位置； P, 某一位置的双向平均测量值； n 测量次数。 3.12 反向差值 reversal deviation 从正负两个方向趋近某一目标位置时两单向平均测量值之差，见式（8）。 B:=P,+-P, .(8) 式中： B 某一位置的反向差值； P，个一一从平台定义的正方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值； P. 从平台定义的负方向趋近所得的某一位置的单向平均测量值。 3.13 轴向反向差值axialreversaldeviation 沿轴向的各目标位置的反向差值的绝对值中的最大值，见式（9）。 B=max(|B: I) ..(9) 式中： B 轴向反向差值； 4