微压力接触式台阶仪测量误差校正技术
误差校正方法
误差校正方法
1 错误差校正
传感器是控制系统中的重要组成部分，其准确度和稳定性直
接关系到控制系统的准确性和完整性，因此维护传感器的准确度和稳
定性就变得尤为重要，如何有效的维持传感器的性能就成为研究的重点。
错误差校正技术为让传感器的性能达到最优提供了一种补救措施。
2 工作原理
错误差校正技术通过系统本身的误差表达式，并采用有效的
线性补偿来校正传感器的原始数据，从而改善传感器检测精度。
实现
过程主要有如下几步：
（1）用试验构建了传感器的误差模型；
（2）将传感器原始数据和试验数据进行对比，分析传感器误差运
行趋势；
（3）根据误差趋势，设计并建立传感器误差补偿系统，以满足传
感器的误差要求；
（4）安装好线性补偿参数，对传感器原始数据进行校正，提高了
采集系统的准确度；
（5）对系统校准的结果进行评估，确定系统完成校准的精度。
3 优势
错误差校正技术具有误差补偿精度高，可靠性强，容易操作和维护等优点，在控制精度要求比较高的系统中能够有效满足控制系统的实时性要求，准确度高“。
从而极大提高了控制系统对信号处理的精度，为控制系统提供了可靠的参数补偿，从而提高控制系统的性能。
4 结论
随着科技的进步，自动控制系统的功能不断强化，其核心部件——传感器在系统工作中起着至关重要的作用，错误差校正技术能够有效的改善传感器的性能，从而极大提高控制系统的性能，成为实现控制精度无极限的重要技术。
任务三微倾式水准仪的检验与校正工作概要
任务三微倾式水准仪的检验与校正1.能说出测量误差及其分类。
2.能区分仪器误差、观测误差、外界条件的影响3.能判断系统误差和偶然误差。
4.能查阅相关资料，解释水准仪各轴线应满足的几何关系。
5、能解释圆水准器检验的目的6能进行圆水准器的检验与校正7、能解释十字丝检验的目的8、能进行十字丝的检验与校正。
9、能解释水准管轴检验的目的10、能进行水准管轴的与检验与校正◎◎四竺匚18学时倒盘三作憾雌水准仪在出厂前都经过严格检校，均能满足下列条件：(1)圆水准器轴L L平行于竖轴VV。
(2)十字丝横丝垂直于竖轴。
(3)水准管轴LL平行于视准轴CC。
但由于仪器在长期使用和运输过程中受到震动和碰撞等原因，使上述各轴线之间的关系可能发生变化。
为保证测量成果的质量，必须对水准仪进检验校正在接受工作任务后，应首先了解工作场地的环境、设备管理要求，穿着符合劳保要求的服装，在老师的指导下，读懂图纸、分析出加工工艺步骤、正确使用工量具、按图样要求，采用划线、錾削、锯割、锉削、孔加工、抛光以及简单的热处理等加工方法，使用游标卡尺、角尺、直尺、进行检测，独立完成榔头制作，并能按现场管理规范要求清理场地，归置物品，按环保要求处理废弃物。
学习活动1 认知仪器误差（4学时）学习活动2 圆水准器检验与校正（4学时）学习活动3 十字丝的检验与校正（4学时）学习活动4学智活动校父学认知仪器误差能说出测量误差及其分类。
能区分仪器误差、观测误差、外界条件的影响能判断系统误差和偶然误差。
能查阅相关资料，解释水准仪各轴线不能满足条件时，对水准测量的影响。
建议学时；6学时中方习仁备］仪器：DS3水准仪工具：三脚架、水准尺计算机资料：关于水准测量的资料教学多媒体、展示板、教材1、查阅质料了解误差来源：水准测量中产生的误差包括_______ 及_________________ 的误差三个方面。
2、仪器误差(1)望远镜视准轴与水准管轴不平行误差。
仪器经过校正后，还会留有残余误差；仪器长期使用或受震动，也会使两轴不平行，这种误差属于系统误差，该项误差的大小，与仪器至水准尺的距离成正比。
测量误差的分类以及解决方法word资料6页
测量误差的分类以及解决方法1、系统误差能够保持恒定不变或按照一定规律变化的测量误差，称为系统误差。
系统误差主要是由于测量设备、测量方法的不完善和测量条件的不稳定而引起的。
由于系统误差表示了测量结果偏离其真实值的程度，即反映了测量结果的准确度，所以在误差理论中，经常用准确度来表示系统误差的大小。
系统误差越小，测量结果的准确度就越高。
2、偶然误差偶然误差又称随机误差，是一种大小和符号都不确定的误差，即在同一条件下对同一被测量重复测量时，各次测量结果服从某种统计分布；这种误差的处理依据概率统计方法。
产生偶然误差的原因很多，如温度、磁场、电源频率等的偶然变化等都可能引起这种误差；另一方面观测者本身感官分辨能力的限制，也是偶然误差的一个来源。
偶然误差反映了测量的精密度，偶然误差越小，精密度就越高，反之则精密度越低。
系统误差和偶然误差是两类性质完全不同的误差。
系统误差反映在一定条件下误差出现的必然性；而偶然则反映在一定条件下误差出现的可能性。
3、疏失误差疏失误差是测量过程中操作、读数、记录和计算等方面的错误所引起的误差。
显然，凡是含有疏失误差的测量结果都是应该摈弃的。
解决方法：仪表测量误差是不可能绝对消除的，但要尽可能减小误差对测量结果的影响，使其减小到允许的范围内。
消除测量误差，应根据误差的来源和性质，采取相应的措施和方法。
必须指出，一个测量结果中既存在系统误差，又存在偶然误差，要截然区分两者是不容易的。
所以应根据测量的要求和两者对测量结果的影响程度，选择消除方法。
一般情况下，在对精密度要求不高的工程测量中，主要考虑对系统误差的消除；而在科研、计量等对测量准确度和精密度要求较高的测量中，必须同时考虑消除上述两种误差。
1、系统误差的消除方法(1)对测量仪表进行校正在准确度要求较高的测量结果中，引入校正值进行修正。
(2)消除产生误差的根源即正确选择测量方法和测量仪器，尽量使测量仪表在规定的使用条件下工作，消除各种外界因素造成的影响。
物理实验技术中的测量仪器误差与校正方法
物理实验技术中的测量仪器误差与校正方法导言在物理实验中，准确测量是实验结果的重要保障。
然而，由于测量仪器的误差存在，很难得到绝对准确的结果。
因此，了解测量仪器的误差来源并采取相应的校正方法，对于提高测量精度至关重要。
本文将介绍物理实验技术中常见的测量仪器误差类型及其校正方法。
一、测量仪器的误差类型1. 系统误差系统误差是由于仪器本身固有的缺陷或规定的工作原理导致的误差。
例如，在电子秤上称量物品时，如果重锤的重量未被完全抵消，就会产生系统误差。
此类误差通常较稳定，可以通过校正来减小。
2. 随机误差随机误差是由于环境、操作者自身状态以及实验条件等因素引起的不确定性。
它的大小和方向在不同实验中是随机的，通常呈正态分布。
通过重复测量和统计处理，可以减小随机误差的影响。
3. 人为误差人为误差是由于实验者的操作不准确或主观判断带来的误差。
例如，在取读液体时，如果眼睛与读数线没有垂直对齐，就会引入人为误差。
这类误差通常可以通过改进实验操作技巧来避免。
二、校正方法1. 校正常数法校正常数法是根据仪器在标准环境下的测量误差，确定一个校正因子，并应用于实际的测量结果中。
例如，当使用一个标准温度计测量流体的温度时，可以通过比较其与标准温度计的测量差异来进行校正。
2. 零点校正法零点校正法是通过校正仪器的零点偏移来减小误差。
例如，在使用电子天平称量物品时，可以先将秤盘调零，然后再进行称量，以消除初始零位的误差。
3. 进行定标定标是通过与一个已知准确度的测量仪器进行比较，来评估和校正待测仪器的测量误差。
例如，在使用显微镜观察细胞时，可以通过与已知尺寸的标准校准物进行比较，来校正显微镜的放大倍数。
4. 扩展不确定度法扩展不确定度法是一种综合考虑各种误差因素，并根据测量的置信度来进行校正的方法。
通过计算所有可能导致误差的因素，并进行不确定度分析，可以得到一个更准确的测量结果。
结论物理实验技术中的测量仪器误差是不可避免的，但可以通过校正方法来减小其影响。
校正测绘仪器的误差步骤详解
校正测绘仪器的误差步骤详解测绘仪器是现代测绘行业中不可或缺的工具，它们的准确性直接影响着测量结果的精度。
然而，由于各种因素的存在，测绘仪器的测量误差是无法避免的。
因此，对测绘仪器进行准确的校正是保证测量结果准确性的基本前提。
一、了解不同类型的仪器误差在校正测绘仪器之前，我们首先需要了解各个测绘仪器的误差类型。
一般而言，测绘仪器的误差可以分为随机误差和系统误差两大类。
随机误差是指由于种种不可控因素引起的误差，它主要表现为观测结果在一个范围内的波动。
随机误差一般呈正态分布，其大小与观测条件有关，无法通过单次测量消除，但可以通过重复测量求平均值来有效降低其影响。
系统误差是指由于仪器自身或测量条件导致的固定误差，其表现形式比较稳定。
与随机误差不同，系统误差在一定条件下可以通过校正来消除或者修正。
二、校正测绘仪器的步骤在校正测绘仪器之前，我们需要先准备好一些必要的工具和设备。
比如，校正规则、标准器具、检测软件等等。
校正仪器时的步骤通常包括以下几个方面：1. 检查仪器的状态首先，我们需要检查仪器的外观和内在状态。
外观包括观察仪器的外壳是否完好，各个部件是否有损坏或者脱落。
内在状态则包括检查仪器的电源、电路和传感器等是否正常工作。
2. 检测仪器的初始误差在进行校正之前，我们需要先测量仪器的初始误差。
通过仪器校准规则和标准器具，测量仪器在没有经过校正的情况下的误差程度，并记录下来。
3. 校正随机误差校正随机误差的方法一般有两种，即重复测量和检验。
重复测量是指对同一物体或同一点进行多次测量，然后取平均值。
这样做的目的是通过多次测量求平均值，将随机误差的干扰降到最低。
检验是指使用标准器具对被测量仪器进行检测，校正随机误差的方法主要是通过比对和调整，使被测量仪器的表现与标准器具接近。
4. 校正系统误差校正系统误差的方法一般有三种，即合理安装、精确对准和因子校正。
合理安装是指在安装测绘仪器时要注意安装的平稳程度，以及与测量对象的接触状态等因素。
微型压力传感器校准方法
微型压力传感器校准方法
1.准备校准设备：压力计、校准器、液压泵。
2.将微型压力传感器接入校准器，通过液压泵向其输入预设初始压力（以高精度压力计读取即可），此时应确保高精度压力计和微型压力传感器共用一个底座。
3.根据微型压力传感器的初始读数进行修正和校准，以获得准确的读数。
4.根据调整结果，将液压泵调节到设定的压力，继续观察微型压力传感器的结果，再次进行校准，直到压力传感器读数最终稳定。
5.将微型压力传感器更换后，重新进行以上步骤，完成所有传感器的校准。
接触式台阶测量仪常见故障的调修
接触式台阶测量仪常见故障的调修韩志国;李锁印;赵革艳;赵新宇【摘要】介绍了接触式台阶测量仪的基本测量原理,针对该仪器使用过程中常见的探针扫描位置问题、探针针尖沾污问题和测力问题等软故障的现象进行了描述,对故障产生的原因进行了分析,最后给出了三种故障的调修方法,该方法在我单位台阶测量仪上进行了应用,效果良好,希望能为该类仪器的操作人员和仪器维修人员提供借鉴.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2015(044)011【总页数】4页(P43-46)【关键词】接触式台阶测量仪;软故障;探针;测力【作者】韩志国;李锁印;赵革艳;赵新宇【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TN407表面台阶高度测量在纳米表面计量学中有十分重要的作用。
集成电路和微型电子机械系统（MEMS）制作工艺过程中涉及大量台阶高度的测试问题，对台阶参数的精确测量，是保证器件质量的重要手段。
半导体行业中主要使用接触式台阶测量仪（以下简称台阶仪）对台阶高度进行测量，其中使用较为广泛的是美国KLA-Tencor公司的P-6系列及Alpha-Step IQ系列智能台阶仪，它们一般采用金刚石探针扫描被测表面。
其优点是：测量范围大、分辨率高、测量力小、重复性好［1，2］，如图1所示。
台阶仪测量原理如图2所示，采用针尖半径为几微米的金刚石触针沿被测表面接触扫描，由位移传感器将触针垂直位移转化为相应的电信号输出，再经处理电路进行A/D转换后，送入计算机得到台阶表面轮廓及参数［3］，［4］。
台阶仪垂直分辨力很高，测量范围可达上百微米，适用于透明、不透明的各种材料表面的测量；但由于是接触式测量，其测量力有时会对被测样品造成损伤。
物理实验技术中常见误差及其校正方法
物理实验技术中常见误差及其校正方法物理实验是科学研究中不可或缺的一部分，它通过观察和测量来获取数据，以验证或推翻某个理论。
然而，由于各种因素的干扰，实验数据往往会受到一定的误差影响。
了解这些误差的来源和如何进行校正，对于获得准确的实验结果具有重要意义。
一、仪器误差在物理实验中，仪器本身的不完善性会导致测量结果的误差。
例如，仪器的刻度不准确、灵敏度不同或存在零点漂移等。
这些误差通常被称为系统误差，能够通过校正来减小或消除。
首先，刻度误差是指仪器刻度与实际测量值之间的差异。
为了减小这种误差，可以采用两点或多点校正方法。
两点校正是通过在仪器上选择两个已知数值的标准样本进行测量，然后根据实际测量值与标准样本值之间的差异，建立一个修正因子来校正后续的测量结果。
多点校正则是根据多个已知数值的标准样本进行类似的操作，以提高校正的准确性。
其次，对于灵敏度不同的仪器，可以采用适当的放大或减小信号的方式来进行校正。
例如，如果测量信号过小，可以将其放大到适合仪器尺度的范围内，以提高测量精度。
类似地，如果测量信号过大，可以采用适当的滤波或分频措施，将信号缩小到可测范围内，以获得准确的结果。
最后，零点漂移是指仪器读数在无输入信号时的偏差。
为了校正零点漂移，可以在实验中采用零点校准操作，即将测量仪器连接到一个已知零点的参考信号上，并将仪器读数调零。
这样，在后续实验中，可以保证仪器的读数在无输入信号时为零。
二、环境误差在物理实验中，环境因素如温度、湿度和压力等变化也可能引起误差。
这些误差被称为环境误差，可以通过采取适当的措施来消除或减小。
首先，温度的变化会导致仪器的灵敏度发生变化，从而影响测量结果。
为了消除这种误差，可以在实验室中保持稳定的温度控制环境，并将仪器进行定期的温度校准。
此外，可以使用温度补偿器件，如热敏电阻或温度传感器，来校正因温度变化引起的误差。
其次，湿度的变化可能导致仪器或样本的体积发生变化，从而引起测量结果的误差。
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校正和参数补偿，提高了系统测量精度。实际测试证明，误差校正能够提高仪器测试精度，仪器最小分辨率能达到 2 μm ，
测量重复精度达到了 5 μm 。
关键词：台阶仪；光学畸变；误差校正；重复精度
中图分类号：TH124
文献标识码：A
文章编号：1672-9870 （2012） 04-0053-03
Research on Micro-pressure-contact Level Measurement Error Correction Techniques
2 优化设计
2.1 测量臂旋转角度误差校正
测量臂旋转角度误差产生原因：测量臂的探头 为固定式，随测臂的转动而发生旋转，而直线轴承与 测臂接触采用滑动接触，所以测量中会出现力臂比 例随角度变化的问题，从而使测量产生误差，如图 2 所示。为此在软件设计中，采用测臂初始位置为参 考点的转动补偿，通过测量数据的不断增加或减小， 计算力臂变化对高度数据的影响系数，对测量数据 进行补偿。
图 1 为机械结构设计图。其中光学传感部分由 激光准直光源、狭缝、光学系统、CCD 组成，激光器 发出的光经狭缝后变成一条线宽很窄的线光源，狭 缝的位移变化经光学系统放大后，在 CCD 上成像， 从而检测出狭缝位置的变化。
探针测量系统由探针、平衡式传导测量臂、直线 轴承等组成，采用测量臂后，能够减小探针位移时产 生的横向剪切力，从而减小了带来直线轴承运动时 的摩擦力，有利于降低探针压力。
新换代慢，限制了企业的发展。 微压力接触式台阶仪针对低成本尺寸检测技术
制约精度的瓶颈问题进行专项研究，分析了影响系 统精度的三个原因，并通过测量臂旋转角度补偿技 术、工件表面倾斜校正技术和光学系统图像畸变校 正技术，降低了系统误差，提高了系统的测试精度。
1 结构原理
微压力接触式台阶仪需要检测 X 轴方向和 Y 轴 方向的尺寸变化，该仪器采用 CCD 作为 Y 轴方向位 移 传 感 部 件 ，结 合 了 扫 描 探 针 接 触 式 检 测 技 术 及 CCD 光电尺寸检测技术，实现测量头与传感器之间 的 无 接 触 传 感 ，实 现 了 微 小 压 力 的 接 触 式 尺 寸 检
袁会敬 1，宋忠华 2，秦旭磊 2
（1.河北省激光研究所，石家庄 050081；2.长春理工大学，长春 130022）
摘 要：微压力接触式台阶仪是一种二维形貌检测仪，针对汽车金属缸垫等薄片型金属板冲压零件的表面尺寸测量研制而
成。本文从工作原理出发，分析了影响系统精度的三个原因：测量臂旋转误差，光学系统畸变，工件倾斜影响。通过软件
第 35 卷第 4 期 2012 年 12 月
长春理工大学学报 （自然科学版）
Journal of Changchun University of Science and Technology （Natural Science Edition）
Vol.35 No.4 Dec.2012
微压力接触式台阶仪测量误差校正技术研究
Abstract： Micro-pressure-contact surface profilometer is a morphology detector of two demension.It is developed by the surface size measurement of thin sheet metal stamping parts such as automobile metal cylinder cushion. It studied from working principle in this article. Three reasons that affected the precision of systems is analysed :the error of measuring arm ratation，optical system distortion，workpiece tilt interference .By the software correction and parameter compensation， system measurement accuracy was improved. It was also proved that precision of equipments can be better after the error correction， the instrument minimum resolution can achieve 2 μm and the measurement repeatability achieve 5 μm . Key words：level measurement；optical distortion；error correction；repeatability
YUAN Huijing1，SONG Zhonghua2，QIN Xulei2
（1.Hebei Institute of Laser，Shijiazhuang 050081；2.Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022）
收稿日期：2012-07-04 作者简介：袁会敬 （1963-），男，副研究员，主要从事光机电产品的研发工作。
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长春理工大学学报 （自然科学版）
2012 年
测。 Байду номын сангаас 轴方向的高分辨率检测依靠光学成像放大 原理，利用光学系统的横向放大率，将狭缝的微小位 移进行放大并成像在 CCD 上，从而实现了 Y 轴方 向的微米级检测分辨率。
目前，国内外台阶尺寸检测采用的方法有光学 法、接触法等。其中光学法普遍采用激光测量法和 成像法，激光法采用激光反射或干涉实现尺寸测量， 对被测工件的表面要求较高，应用中具有一定的局 限性。成像法采用高像素的 CCD 实时成像系统，并 配合高水平的实时变焦及聚焦光学系统，测量视野 小、测量速度慢，同时系统造价非常高昂，一般简单 系统价格也要百万以上。国外的接触式测量产品借 助于先进的精密加工技术，水平驱动及扫描装置加 工精度高，对测量影响小，可以实现高精度的尺寸检 测，但价格较高，一般在几十万元以上，不利于中小 型企业的普及。国内现有的生产厂商普遍采用引进 技术生产，生产中不触及核心技术，产品成本高，更