基于模板匹配算法的压电微位移器位移量原位测量技术.pdfVIP

学兔兔 第3l卷 第3期 仪 器 仪 表 学 报 V0l_31 No．3 2010年3月 Chinese Journal of Scientific Instrument Mar．2010 基于模板匹配算法的压电微位移器 位移量原位测量技术 王道档，杨甬英，骆永洁，刘 东，卓永模 (浙江大学现代光学仪器国家重点实验室 杭州 310027) 摘 要：针对压电微位移器的位移量高精度测量需要，基于模板匹配算法提出了一种新颖的位移量原位测量方法。利用改进 型的Twyman—Green干涉系统对压电微位移器的电压——位移特性曲线进行原位测量，根据模板匹配算法实时计算干涉条纹的 移动量，进而得到对应的压电微位移量，并对相关实验测量结果进行了分析与验证。结果表明，该测量技术具有较高的测量效 率以及较好的随机噪声抑制能力，其测量精度和分辨率均可达到纳米量级。该方法属于非接触式测量，具有较高的可靠性，在 微位移的高精度原位自动测量中具有较好的实用性。 关键词：微位移测量；模板匹配；泰曼——格林干涉系统；原位测量 中图分类号：TH744．3 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460．4035 In-situ displacement measurement of PZT scanner based on template—matching algorithm Wang Daodang，Yang Yongying，Luo Yongjie，Liu Dong，Zhuo Yongmo (State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation，Zhejiang University，Haagzhou 310027，China) Abstract：This paper presents a novel method for in—situ displacement measurement of PZT scanner，which is based on template—matching algorithm．The relationship between driving voltage and displacement of PZT scanner is tested on a modified Twyman—Green interference system．By determining fringe shift in interferograms with the template— matching algorithm，the corresponding displacement of PZT scanner is calculated in real time，and experimental re- sults are presented to show the feasibility of this method．Using the proposed method，the measurement precision and resolution of displacement reach to the order of nanometer with preferable anti--noise ability and high measuring effi - ciency．The method has high reliability and great practicality for in—situ high—precision displacement