纳米技术潜在的

纳米技术是当今最热门的高科技词汇之一。它是如此受欢迎，以至于许多公司都在他们的名字中加上了前缀nano。真正的问题是:“我们真的知道纳米是什么吗?”和“它对控制区有什么影响?”首先，让我们来掂量掂量。一纳米是千分之一微米(

现在我们有了一些定义，让我们来校准一些我们大多数人都熟悉的物理项目，比如一根头发、一粒沙子，甚至一个原子。人类头发的直径可以变化很大，但它的标称值大约是100根头发。如果我们把100万根头发的直径堆叠起来，我们将得到一个100米高的堆叠(想象一个足球场垂直放置在一端)。

现在我们已经对纳米有了一定的了解，让我们来谈谈控制系统到纳米的问题。这需要什么?为此，让我们回顾几个关键的定义，特别是:准确性、精密度、可重复性和分辨率。准确性是对符合公认的测量标准的程度的定量度量。重复性是对机器将工具定位在相同位置的能力或在类似条件下重复测量的能力的度量。分辨率是测量装置的最小增量;数字计算机上的最低有效位。

精度通常被用作可重复性的同义词;然而，这是一个过时的术语。如果你在打靶，准确度是指你瞄准靶心的能力不管靶心的分布如何，重复性是指你集中射击的能力不管它们在靶心上的位置如何，精确度是指你在靶心上打洞的大小。

考虑到这一点，让我们考虑控制一对非常令人印象深刻的机器。第一个是劳伦斯利弗莫尔国家实验室的大型光学金刚石车床(LODTM)。LODTM可以生产直径为1.5米的零件，同时保持25纳米的精度。这意味着机器被控制在1亿分之一——类似于保持0.001的公差。nist的网站上说，“经过改进，M3的预期能力类似于能够在2500平方公里(960平方英里)的沙漠中定位两个相距很远的沙粒，并测量它们之间的距离，误差在一个沙粒直径之内。”这是令人印象深刻的，正是这些设施使美国在发展制造和控制技术方面处于领先地位。

要克服纳米级的亚微观尺寸，需要进行重大创新。这是一个小单元，将对应用技术提出重大要求，当然，那些在精密控制领域工作的工程师们对这个小距离有着来之不易的尊重。

作者信息

Thomas R. Kurfess是佐治亚理工学院George W. Woodruff机械工程学院的教授。

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