基于矩形永磁体磁场信息的6自由度微位移精密测量
来源：机械工程学报杂志2018年第12期北京时间：
作者：成荣, 胡金春, 杜胜武, 朱煜, 高阵雨
单位：1. 清华大学摩擦学国家重点实验室 北京 100084;2. 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室 北京 100084;3. 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室 重庆 400044
摘要：利用矩形永磁体自身有规律分布的磁场信息，提出一种使用霍尔传感器阵列作为传感检测模块的非线性计算测量方案。该方法可实现空间六自由度的微位移精密测量，并能保证测量轴间的严格数学正交特性。此方案利用矩形永磁体分布磁场与空间位置间的对应关系，建立永磁体的磁感应强度空间分布数学关系B（X），作为测量模型，并设计均匀布置的霍尔传感器阵列检测空间磁感应强度B。然后，基于运动连续性原理，采用顺序求解法对测量模型B（X）进行快速解算。通过高斯白噪声条件下的500次蒙特卡洛仿真验证了此方案的可行性。试验结果表明，在微位移10 mm测量范围内，XY平动测量误差标准差小于80 μm，Z向2 mm垂直位移范围内测量误差标准差小于10 μm，转动π/6范围内测量误差标准差小于5 mrad。
关键词：磁场信息,非线性计算测量,精密测量,顺序求解法；
基金资助：国家自然科学基金（51175296）和光电技术及系统教育部重点实验室访问学者基金资助项目。
