초정밀 위치결정 시스템의 환경변화에 따른 불확도 요인 분석 및 평가

Abstract

초정밀위치결정시스템의 위치정밀도, 반복정밀도는 레이저 길이 측정기를 이용하여 성능을 평가한다. 레이저가 가진 긴 거리에서도 수십 nm 의 측정이 가능한 장점 때문에 초정밀 위치결정 시스템의 성능평가에 최적화된 계측 장비이다. 하지만 레이저 길이측정 기술은 간섭계의 비선형 오차, 전기 신호적 오차, 환경변화(온도, 습도, 기압)에 따라 환경보상오차, 온도의 변화에 따른 반사경 의 열팽창이 존재하며, 이러한 영향이 측정값에 반영이 되어 측정 오차가 발생한다. 과거의 초정밀 위치결정 시스템의 개발목표치에는 레이저 길이 측정의 오차가 상대적으로 적은 양이어서 무시할 수 있는 양이었지만, 최근 개발되고, 앞으로 개발 될 초정밀 위치결정 시스템의 개발 목표에 따른 성능평가 시 그 오차를 무시할 수 없는 양이다. 그래서 본 연구에서는 레이저의 측정 오차 중에 측정환경이 변함에 따라 발생하는 오차를 파악위해 챔버를 제작하여 환경변화를 최소화 하고, 불필요광로오차거리를 고정 시켜 환경변화에 따른 오차를 분석 하였다. 그 결과 불필요광로오차 구간에서 환경이 변함에 따라 달라지는 공기굴절률에 의해 측정오차가 발생함을 확인 하였다. 그래서 측정 불확도 모델에 불필요광로오차 요소를 추가하여 불확도를 산출 비교하여 환경변화의 최소화가 측정 오차를 줄이는데 유효함을 증명 하였다.