GB/T 38616-2020.Terminology for nano positioning and scanning stage.
1范围
GB/T 38616界定了纳米定位与扫描平台(以下简称平台)的术语定义。
GB/T 38616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 flexure hinge mechanism
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。
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 stage material
用于制造平台主体机械结构的物质。
2.5
平台尺寸 stage size
表征平台外部轮廓的几何量。
注:通常以毫米(mm)为单位。
2.6
平台运动维度 stage degree 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。
2.8
负载能力 allowable load
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 stage 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人信号幅值3 dB时对应的频率。
注:又称一3dB带宽。

ICS01.040.39
中华人民共和国国家标准
GB/T38616—2020
纳米定位与扫描平台术语
Terminology for nano positioning and scanning stage2020-04-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-11-01实施
通用术语
检测术语
索引·
GB/T38616—2020
本标准按照GB/T1.1—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。GB/T38616—2020
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m
1范围
纳米定位与扫描平台术语
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
压电陶瓷驱动器piezoactuator
利用纵向压电效应将电能转化为机械能的陶瓷元件。2.2
gflexurehingemechanism
柔性铰链机构
GB/T38616—2020
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、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wwW.bzxz.Net
椭圆形柔性铰链
c）过渡圆角型柔性铰链
图1／按横截面切口形状分类的柔性铰链nano positioning and scanning stage纳米定位与扫描平台
d）正圆形柔性铰链
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儿何量。
注：通常以毫米（mm）为单位。2.6
平台运动维度stagedegreeof 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
speed stability
速度稳定性
扫描过程中平台保持恒定速度的能力。GB/T38616—2020
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。
stage stability
平台稳定性
平台运行中位置与位移精度的稳定性。2.10
有效带宽effectivebandwidth
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
static stiffness
静态刚度
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
resonantfrequency
谐振频率
引起平台发生谐振的一阶固有频率。openloopcontrol
开环控制
siKAca
控制器与平台之间只有顺向作用而没有反馈的控制ika
闭环控制
closedloopcontrol
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
axial range
轴向行程
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
actualposition
实际位置
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
position deviation
位置偏差
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,-P
式中：
X，一一平台第；次到达第；个目标位置的位置偏差；P
一平台第次向第i个目标位置移动时的实际位置测量值；一沿运动轴线选择的目标位置中的第；个特定位置。P
注i=1.2.....m：i=1.2..…..n：m和n为大于或等于1的正整数unidirectional measurementvalue单向测量值
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。GB/T38616—2020
注：例如P，或P+符号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。
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。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。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+:
式中：
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；Pu+
式中：
从平台定义的正方向趋近所得的实际位置测量值；测量次数。
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；从平台定义的负方向趋近所得的实际位置测量值；测量次数。
单向重复定位精度
unidirectional positioning repeatability.（2)
.·（3)
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,+- +)2
式中：
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：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；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；测量次数。
·（4)
GB/T38616—2020
式中：
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；Pu
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；测量次数。
某一位置的双向平均测量值
mean value of bidirectionally measured 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
式中：
P，——某一位置的双向平均测量值；P,++P
P，*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。a
双向重复定位精度bidirectionalpositioningrepeatability（5）
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）。(Pu-P)
式中：
某一位置的双向重复定位精度；实际位置；
某一位置的双向平均测量值；
测量次数
反向差值
reversaldeviation
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）。BP+-P
式中：
某一位置的反向差值；
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；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。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)
式中：
轴向反向差值；
.（8）
（9）
B.——某一位置的反向差值。
hysteresiserror
迟滞误差
在全行程下，轴向反向差值与轴向行程的百分比，见式（10）。B
8m=号×100%
式中：
迟滞误差；
轴向反向差值；
轴向行程。
线性度
linearity
在行程范围内，平台实际位置偏离其拟合直线相应位置的程度注：表示为最大偏差与行程的百分比。53.16
positioningresolution
位移分辨力
在有效带宽下，平台沿轴向位移噪声的均方根(RMS)值。GB/T38616—2020
（10）
注：平台的位移分辨力与系统工作频带宽度相关，分为开环位移分辨力和闭环位移分辨力。通常以纳米（nm）为单位。
角摆偏差
angulardeviation
平台在轴向运动过程中的偏摆角俯仰角和滚转角的最大值。注：以轴为运动轴的情况下.按照右手定则角摆偏差示意图如图2所示。t
图2角摆偏差示意图
直线度
straightness
在行程范围内，平台在轴向运动过程中偏离运动轴线的程度。3.19
平面度
flatness
在行程范围内，平台在平面运动过程中偏离运动平面的程度5
GB/T38616—2020
orthogonalityerror
正交误差
平台两正交运动轴X'Y实际运动轨迹的正交程度，用X'Y夹角α与90之间的角度偏差表示。如图3所示。
图3平台正交误差示意图
阶跃响应稳定时间
settlingtime
平台定位运动时从零开始到进入目标位置稳态误差值为2%的误差带时所需要的时间。注：典型阶跃响应稳定时间示意图如图4所示。1.5
阶跃响应稳定时间
时间/ms
典型阶跃响应曲线示意图
误希带
汉语拼音索引
闭环控制
迟滞误差
单向测量值
单向重复定位精度
反馈控制
反向差值
负载能力
角摆偏差
阶跃响应稳定时间
静态刚度
开环控制
某一位置的单向平均测量值
某一位置的双向平均测量值
目标位置
纳米定位与扫描平台
平面度
平台材料
平台尺寸
平台稳定性
平台运动维度
柔性铰链机构
实际位置：
双向测量值
双向重复定位精度
速度稳定性·
位移分辨力
位置偏差
线性度
谐振频率
压电陶瓷驱动器
有效带宽
正交误差
直线度
轴向反向差值
轴向行程
准确度
GB/T38616—2020
GB/T38616—2020
英文对应词索引
accuracy
actual position
allowable load ..
angular deviation
axial range
axial reversal deviation
bidirectional measurement valuebidirectional positioning repeatabilityclosed loop control
effective bandwidth
feedback control
flatness
flexurehingemechanism
hysteresis error
linearity
mean value of an unidirectionally measuredposition
mean value of bidirectionally measured positionnano positioning and scanning stageopen loopcontrol
orthogonality error
piezo actuator
position deviation
positioning resolution
resonant frequency
reversal deviation
settling time
speed stability
stagedegreeof freedom
stage material
stage size
stage stability
statie stiffness
straightness
targetposition
unidirectional measurement valueunidirectional positioning repeatabilityP
GB/T38616—2020
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