高精度标准单晶硅球直径测量系统的研究

为建立我国高准确度固体密度基准和质量自然基准,对高精度标准单晶硅球直径测量系统进行了研究.论述了平面波前激光干涉法测量直径的原理和方法,分析了相移扫描、温度测量控制、以及硅球体积计算等系统的关键组成部分,并给出了各部分的实验结果.理论分析和实验结果表明,整个直径测量系统目前的不确定度为3 nm.     

基于电容传感器的大型工件圆度误差测量系统

轴类回转工件的圆度误差是衡量机床加工水平的重要指标.针对大直径轴类工件无法采用传统圆度仪进行圆度误差测量,介绍了三点法测量轴类回转工件圆度误差的理论基础、数学模型.采用非接触式电容传感器进行微位移测量,介绍了传感器结构与测量电路基本原理,搭建了适用于圆度误差测量基于电容传感器的硬件系统,应用虚拟仪器技术开发了可用于数据采集、线性校正、误差分离与评定的专用测试系统.最后进行了测试实验,通过对多次测量数据的分析评定测量系统的可靠性与精度.     

标准硅球直径精密测量中光束对准误差分析

单晶硅球直径的准确测量是阿伏加德罗常数测量中一项重要内容,并决定着最终的测量不确定度。针对高精度硅球直径测量系统双光路的特点,在不考虑图像圆心提取误差的情况下,运用几何关系推导,分别就平行光束垂直于标准板和以一定角度斜入射标准板条件下引入的测量误差进行了研究,分析了直径测量误差随光束对准误差的变化。结果表明在保证一定的光束对准精度条件下,其对测量系统最终的精度影响是可以忽略的。     

标准硅球直径测量中的光路对准

针对标准单晶硅球直径精密测量的需要,本文在介绍标准硅球直径测量系统原理并分析其光路特点的基础上,根据建立的数学模型,对激光束斜入射标准板时产生的椭圆干涉图像进行了分析,并对不同入射角度时干涉环中心点带来的直径测量误差进行了研究.分析结果显示,在给定的实验条件下,当入射角为10~(-3) rad时,误差已达6.6nm.提出了一种精确调整光束垂直入射平板的方法,实验结果表明,此方法能够使光束入射角的调整优于10~(-5)rad,满足系统测量的要求.     

电压输出型线位移传感器动态检定系统

对电压输出型线位移传感器按ZB Y143-83自动检定时,很难同时满足接近测点的方向性及重复定位精度的双重要求。为此研制了动态检定系统,以双纵模双频激光干涉仪提供标准位移,采用微机接口卡高速数据采集处理技术,实现了对量程不超过500min的传感器的高效自动检定。系统总不确定度不大于2μm,测量速度不大于20mm／s,除被测传感器安装外,全部检测工作完全由微机控制自动完成。     

汽车前照灯检测仪校准器检定系统的设计

本文介绍了一种以面阵CCD成像技术作为测试方法的汽车前照灯检测仪校准器检定系统。此系统采用多维精密可调工作台 ,利用计算机数字图像处理技术及VC 编程实现自动测量被测校准器的发光强度、远光光束中心、近光明暗截止线转角坐标以及光轴偏移角等特征参数的目的。其优点是测量精度高 ,重复性好 ,实现了测量自动化     

针孔对单轴法线跟踪式测量系统零位测量的影响

针对大曲率表面面形测量问题,提出一种单轴法线跟踪式测量方法。通过运用 Collins 公式,研究了倾斜角度对基于高斯光束测量系统的影响;通过理论分析和数值模拟,证明了在待测面倾斜的情况下,高斯光束与点光源作用下差动共焦系统的零位位置有明显不同;推导出高斯光束测量系统中针孔最佳尺寸和实际系统参数的关系,指出实验中波长为633 nm 测量系统的针孔最佳直径在20μm 到35μm 之间。     

一种新型干涉仪计数电路

介绍了一种新型的干涉仪计数电路.由于采用了EPROM编码技术实现细分辨向,以8253作为计数器件,用单片机89C51完成辨符号及其它测量功能,系统结构大为简化,并具有较强的抗干扰性能及较高的智能化程度.     

基于Edlén公式空气折射率测量系统的校准研究

为了检验对激光干涉仪测量精度有很大影响的空气折射率测量系统的测试性能,提出一种可用于基于Edlén公式的空气折射率测量系统的校准方法,并且设计了专门的校准装置,该装置主要由温度、气压以及湿度测量系统组成。实验证明：取包含因子k=2时,温度在(5~40)℃区间,测量不确定度U优于0.02 ℃;气压在(66~105)kPa区间,U=18 Pa;湿度在(10~90)%RH区间,U=2.0%RH,等效于整个系统对应的空气折射率测量的相对不确定度优于1×10^-7