自律校正法的原理和实验

　　1引言

　　当前，纳米测量等高新技术研究正蓬勃展开，高精度、超高精度的仪器设备不断涌现，然而，更高精度的基准仪器却不能同时产生。所以拿什么来检定这些新仪器、新设备，一直是高新技术攻关中的难题之一。为了解决这个问题，日本东北大学清野慧教授从平板的三面互研等自我修正中得到启示，应用现代计算机技术，在世界上率先提出自律校正的理论和方法。

　　所谓自律校正法，即不用其它高精度基准，而是利用同样的两个测量器(被测对象)的多次相互校正，最终得到各自精度达自身能力极限的校正曲线的方法。自律校正法是日文的说法，为区别于通常所说的自校正、自我校正等，根据本方法的特点，我们认为保留自律校正法的称呼更为确切。

　　近年来，日本东北大学清野研究室为了自律校正理论的建立、完善和实际应用，进行了多方面的研究。例如，角度传感器自律校正法的研究;把自律校正原理用于纳米加工的自律创成法的基础研究;用自律校正方法提高激光干涉仪精度的研究等。这些研究，把自律校正理论推进到实用的阶段。

　　本文阐述了自律校正法的原理，并介绍了基于自律校正法原理对PSD的线性误差进行自律校正的结果。

　　2自律校正法原理

　　一般的传感器或测量器的输入物理量与输出量之间都存在着非线性关系。为了使这些传感器和测量器达到高精度，人们往往想尽一切办法校正其误差。通常的做法是利用比被校正对象具有更高精度的基准器测出其非线性值，然后校正之。也就是说，更高精度的基准仪器往往是必不可少的。就一般的校正而言，误差修止:包括平均灵敏度的校正和线性误差的校正。平均灵敏度的校正比较简单，通常不存在困难，本文只考虑线性误差的校止问题.这里所述的自律校正法.是指不用其它高精度基准，而利用两个测量器自身相互校正，从而得出双方高精度的校正曲线的校正方法

　　如图1所示，两位移传感器A和B在杠杆系统中，成n(n>1)倍位移关系配置，离杠杆支点远的为基准方，离杠杆支点近的为被校正方，边移动杠杆边采集数据，进行校正测童。为简便起见，我们假设A、B为同类的传感器，并且具有同样的测量范围。基准传感器置于一可动的移动平台上，使其输出童在校正测量时可以调整

　　首先，以B传感器为基准来校正A传感器，即以B传感器的读数的1/n来推算A传感器的输入位移。当基准方的位移达到测量范围的上限时，被校正方只测量了量程的1/n。接着，调整基准方传感器的位置，把前面最后一个测量点作为新的起点，检查被校正方的下一个1 }n范围。如此反复n次，直到被校正方的全程被检查完毕