空间大尺寸坐标测量校准装置

空间大尺寸坐标测量校准装置主要用于激光干涉仪、线纹尺等的长度精度校准以及激光跟踪仪、经纬仪坐标测量系统等可移动式空间大尺寸坐标测量系统的直接坐标比对和校准.对该装置的组成及工作原理进行介绍的基础上,阐述了校准装置的应用过程,并对该装置的测量不确定度进行了分析.     

可变长度光电基准尺设计技术（英文）

根据激光经纬仪的特点,提出了一种以高精度光电位置敏感器(PSD)为核心器件,用于激光经纬仪测量系统快速、准确定向的可变长度光电基准尺.介绍了基于此基准尺的激光经纬仪测量系统定向方案以及基准尺整体设计方案,给出了该基准尺的结构、标定以及解算方法.最后,通过两台莱卡激光经纬仪组成的双站测量系统评价该可变长度基准尺的精度.经实验验证,利用该可变长度光电基准尺定向后,双站经纬仪的相对测量精度为0.04%.     

利用激光技术改进的测长装置

提出激光干涉仪作为标准器代替测长机玻璃尺的改进方案.通过调校位于测长机尾座上的角锥反射镜,使干涉仪光轴与测长轴线同轴,消除阿贝误差对测量精度的影响.同时进行了理论分析并与三等最块进行了比对实验.结果表明,改进后的2 m测长机达到了较高的测量精度和测量效率,对提高长度尺寸的测量精度具有一定的参考价值.     

基于电子经纬仪的抛物面天线测量与精度分析

电子经纬仪工业测量系统的定向解算中所引入的基准尺将产生相关的系统误差。文章利用两台徕卡T3000电子经纬仪组成一套工业测量系统,先对两把不同长度的基准尺观测,进行定向解算和联合定向解算,比较其定向解算精度后建立测量坐标系,再比较分析观测解算基准尺长与其标称,确定观测圆周内基准尺的最佳设定位置,最终观测确定某一标准抛物面型天线的焦距等相关参数,并分析其测量精度。     

基于80m测量装置的双频激光干涉仪系统精度及影响因素分析

双频激光干涉仪是一种以波长为标准对被测长度进行度量的仪器,经常作为长度测量标准使用,但影响其系统精度的误差因素很多。本文基于80m大长度测量装置对双频激光干涉仪系统精度以及影响因素进行分析。     

标准分划尺在CCD压痕直径测量系统校准中的应用

在高精度测量中,为达到测量精度要求,需要对CCD像素进行校准.本文介绍一种简单易行的采用标准分划尺校准CCD像素的方法.首先标准分划尺经过线纹工作基准装置校准;通过对标准分划尺成像,得出在一段标准距离下的像素数;最后得出每个像素所对应的实际距离.实验证明,这种方法能够有效地抑制综合误差,改善测量精度.     

双频激光干涉仪

双频激光干涉仪是激光干涉仪的一种,主要用于大长度精密测量,例如:1.可作为大长度的自然计量基准以代替现行的三米杆尺实物计量基准,既能提高基准精度,又便于保存和复现,有利于战备;2.可作为大地测量的计量标准,至少可以使测量误差减小一个数量级(即减少一位数字);3.可用于考察地球外壳的形变,大大提高地震预报的准确度;4.可直接用于重型机械加工中的尺寸测量,解决目前许多大尺寸无法测量的问题;5.可用于国防建设的若干方面,为国防科学研究提供可靠数据等。所谓激光干涉仪,就是以激光为光源的干涉仪。以单频激光管发出的具有单一频率的激光为光源的干涉仪叫做单频激光干涉仪;以双频激光管发出的     

两米光栅——线纹自动测量仪（一）

描述了一台能够对长度达１ｍ的线纹尺和长度达２ｍ的光栅尺（线位移传感器）进行测量的激光干涉仪，干涉仪设计成了双干涉光路系统，以消除光栅尺安装引入的阿贝误差，这台测量仪采用干涉条纹计量原理，对光栅尺和线纹尺的线值精度进行检测，并能对光机信号的质量进行评价。测量过程中，对空气折射率实现了实时修正。     

基于面阵CCD的激光角度测量系统的研究

介绍了一种以激光作光源,采用光学成像原理和CCD图像采集技术实现激光角度测量的方法,给出了系统构成和测量原理,并对系统可达精度及其影响因素进行了分析。结果表明,系统在50~200m的测量距离和±5°的测量角度内时,测量精度可以达到0.05mrad,满足了隧道盾构施工中对盾构机方位角的高精度测量要求。     

基于网格板的CCD摄像系统标定及误差修正方法

CCD摄像系统实际成像过程中存在着各种误差因素,如透镜像差和成像平面与透镜光轴不垂直等。为获得较高的测量精度,必须采用非线性模型来对摄像系统进行标定。主要介绍CCD摄像系统的标定及误差修正方法。     

基于光路折叠的室内基线场误差分析方法研究

为了有效开展长距离光电测距类仪器的室内检定工作,在50m高精度导轨上利用1组平面反射镜进行光路折叠,搭建了100m室内基线场。对基线系统的测量误差进行了分析,考虑各项误差的调整精度,将误差分析结果应用到实际光路调整过程中,分析得到对基线长度影响更显著的误差量,并对其进行了控制和调整,提高测量光路的平行性调整精度,最后选择双频激光干涉仪作为长度基准开展验证实验。实验结果表明:通过光路折叠方法可以实现2倍光程倍增,基线系统的精度较高,可进行连续测量,有效地解决了室内基线建立过程中所存在的检测效率低、可重复性差等技术问题。     

激光干涉仪在纳米测量中的典型应用

激光干涉仪具有测量分辨力高、测量结果可溯源等优点,在纳米测量中的应用日益广泛。介绍纳米测量机和低膨胀材料线膨胀系数测量装置中应用的迈克尔逊型激光干涉仪以及在高准确度位移测量装置中应用的法布里-珀罗型激光干涉仪,并结合这些实例对激光干涉仪光学系统设计、测量环境控制、迈克尔逊干涉仪非线性误差补偿以及法布里-珀罗干涉仪量程扩展等方面的关键问题进行分析和总结。所述原则和方法对实现纳米级测量准确度具有重要意义,可为高准确度激光干涉仪的研制及其在纳米测量中的更广泛应用提供技术参考。     

斜床身数控车床X轴定位精度检测

为了更顺利地完成斜床身数控车床X轴定位精度的检测,通过总结大量的工作经验,介绍几种激光干涉仪光路调整方法,阐明利用角度镜配合激光干涉仪及其它镜组完成光路调整的原理及步骤。该方法很好地利用了干涉仪配备的调整附件的特性,解决了斜轴光路准直调整的难题。     

一种用于线膨胀系数测量的高稳定性激光干涉系统

介绍了一种可以对材料长度变化进行测量的高稳定性双光程激光干涉系统,由于该干涉系统的测量光路和参考光路具有相似的传播路径,光程差仅由被测试样的长度引起,干涉系统具有较强的抵抗环境温度变化和振动等外界干扰的能力。通过平晶反射膜测量试验,对干涉系统的稳定性进行了验证,结果表明在6. 5 h内测量数据的标准偏差为4. 2 nm。该激光干涉系统可用于材料尺寸变化(如线膨胀系数)的高准确度测量。     

计量型激光椭偏仪初始入射角校准方法的研究

为保证计量型激光椭偏仪测量结果的准确性,研究了一种初始入射角校准方法,通过线性位移台带动CCD相机进行一维运动,其运动轴作为空间线性辅助参考量,实现了椭偏仪的入射激光光轴与自准直仪光轴的90°校准。结果表明:采用该方法校准计量型激光椭偏仪的初始入射角,光轴俯仰角偏差＜0.05°,偏摆角偏差＜0.09°;校准后,对标称值为102.10nm的Si上SiO₂膜厚标准片进行测量,示值误差＜0.4nm,提升了计量型激光椭偏仪测量校准服务的准确性。     

Development of an interferometer for measurement of the diffusion coefficient of miscible liquids

A common-path interferometer (CPI) system was developed to measure the diffusivity of transparent liquid pairs by real-time visualization of the concentration gradient profile. The CPI is an optical technique that can be used to measure changes in the gradient of the refractive index of transparent materials. The CPI is a shearing interferometer that shares the same optical path from a laser light source to the final imaging plane. Molecular diffusivity of liquids can be determined by use of physical relations between changes in the optical path length and the liquid phase properties. The data obtained by this interferometer are compared with similar results from other techniques. This demonstrates that the instrument is reliable for measurement of the diffusivity of miscible liquids and allows the system to be compact and robust. It can also be useful for studies in interface dynamics as well as other applications in a low-gravity environment.     

Three-dimensional measurement of distant objects based on laser-projected CCD images

A novel measuring system based on a single CCD camera and two laser projectors to record images and perform three-dimensional measurement of a distant object is proposed here. Because of the alignment of the laser beams which form in parallel with the optical axis of the CCD camera, projected spots will appear on the same scan line in a CCD image. As a result processing of a single scan line rather than the whole image is only required to identify the projected spots in the CCD image. Complex computation of video signals of the whole image via either pattern recognition or image analysis methods is therefore circumvented. On the basic of an established relationship between the distance and pixel counts between the projected spots in the CCD image, the proposed system not only measures the distance from a distant object but also the length of two arbitrarily designated points on the object. To provide better accuracy, intrinsic parameters of the CCD camera are taken into consideration in the measurement. Furthermore, the effect of laser diffusion is also proved to be irrelevant to the measuring accuracy here. Experimental results have demonstrated that the proposed measuring method is capable of yielding accurate results of three-dimensional measurement for a distant object in a very responsive way.     

激光干涉测量中光学窗口受动态压力的影响分析

利用激光干涉仪对动态压力进行非接触测量时,压力腔中常设计光学窗口,目的是在动态压力环境与激光干涉仪间建立光学通道,利用激光干涉法使动态压力能溯源到时间、长度与静态压力上。由于在动态压力环境下光学窗口受到内外压差、温度梯度、振动等因素影响,将直接影响光学测量精度。针对上述问题,通过仿真分析方法,分析在动态压力环境下压力、温度、振动与光学窗口的影响关系,同时通过光学窗口在动态压力环境下试验,研究各影响分量对真实测量结果的影响,可为后续动态压力的校准和测量进行修正和补偿以及其他类似动态压力环境下的光学窗口设计提供依据。