超长导轨直线度对激光测长示值的影响北大核心CSCD

应用空间解析几何方法,从理论上对由于超长导轨直线度引起的角锥棱镜空间位置变动而最终导致的激光光程的变化进行了分析,并据此建立了相应的数学模型;结合实际测量中使用的超大量程激光测长机导轨直线度的实际测量数据分析了直线度对激光测长示值的实际影响,得出符合阿贝原则的测长机在26 m内由导轨直线度误差引起的激光测长误差小于0.1 μm的结论。     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。     

激光干涉仪测长精度校准方法的研究

本文从激光干涉仪的工作原理出发，对激光干涉仪测长中存在的各种误差源构成进行分析，从而提出了测长精度校准的不同方法特点，通过理论分析和试验总结出测长精度校准的科学合理的方法。     

一种超大量程激光万能测长机及其测量不确定度分析北大核心CSCD

为进一步提高激光测长机的测量范围、测量精度及可靠性,满足装备制造产业等向大型化、高精度和可互换性方向迅速发展中对超长尺寸的计量要求,研制了一台超大量程激光万能测长机。采用花岗岩导轨做基座,激光干涉仪为标尺,设计符合阿贝原则的测轴,由气浮滑块支撑,并应用温度实时补偿技术,提高准确度和长期稳定性。对影响激光测长机测量准确度的误差进行了不确定度分析。实验结果表明,该激光测长机的测量范围达 26 m ,测量准确度达到0.3 μm+0.2×10 -6 L,k =2。     

激光干涉仪测量测长机示值误差时阿贝误差的影响

不符合阿贝原则的仪器,测量时导轨直线度将产生较大的阿贝误差。测长机按其结构是不符合阿贝原则的,但其具有特殊的光学系统可以补偿所产生的阿贝误差,使之不对测量结果产生影响。     

激光干涉仪测长精度校准方法的研究

本文从激光干涉仪的工作原理出发 ,对激光干涉仪测长中存在的各种误差源构成进行分析 ,从而提出了测长精度校准的不同方法特点 ,通过理论分析和试验总结出测长精度校准的科学合理的方法。     

半导体激光端点测长干涉仪实验系统

半导体激光端点干涉测长法是利用半导体激光频率调制特性的一种在长度的两个端点干涉测量长度的新方法。本文介绍基于这种测长方法研制的半导体激光端点测长干涉仪实验的基本原理,构成,定标方法和测量结果。     

用激光向量测量技术测量和补偿体积定位误差

一、导论本文阐述用激光向量测量方法来测量ＣＮＣ机床或其他精密仪器的体积定位误差问题。传统的激光干涉仪只能测量位移误差 ,而激光向量测量法则能测量出“向量误差” ,即各轴的位移误差和其两个横向直线度误差。此法的关键是测量方向不平行于位移的方向。对四条对角线进行向量测量之后 ,三个轴各自的位移误差、各自的两横向的直线度误差以及三轴之间的相互垂直度误差等十二个参数都可测得。位移误差、直线度误差、垂直度误差、角偏误差和刚性误差决定了ＣＮＣ机床等精密设备、仪器的精度。描述一个机器的运动特性是一件复杂的事情。在每…     

计量型原子力测头用于纳米台阶高度样板的测量

为"大范围纳米结构测量系统"研制的计量型原子力测头,采用光束偏转法检测探针悬臂偏转.原子力测头的布置在X、Y方向无阿贝误差.在50mm×50mm×2mm的测量全程内,测头与样品的相对位移可以由激光干涉仪直接读数,因此可溯源到米定义国家基准.激光波长由Elden公式计算修正.使用德国物理技术研究院(FIB)提供的台阶高度样板一套,所得测量结果与PTB测量结果进行比对,结论为:测量系统的测量重复性不大于0.82 nm;比对系数En≤1,验证了测量结果是准确的,测量不确定度评定是合理、可信的.     

工业CT长度测量误差校准的探索研究

针对工业CT在尺寸测量领域难以溯源的问题,对工业CT长度测量误差的校准方法进行了探索研究。工业CT的长度测量误差分为球心距误差和端面距误差两类。对于球心距误差,研制出一种小森林球标准器,并使用微纳坐标测量机对其进行了校准。该标准器用于型号为Metrotom 1500的工业CT的校准时,球心距误差小于±2μm,且小于仪器的最大允许误差。对于端面距误差,分别选用常见的金属量块和陶瓷量块作为尺寸实物标准器进行了探索实验,测得端面距误差超出了仪器的最大允许误差。实验结果表明,使用球心距和端面距校准得到的工业CT的长度测量误差差异很大,并且对于同一长度,端面距误差远大于球心距误差。     

激光干涉共焦显微镜

光学共焦显微镜现己广泛地应用于微机械、生物样品、材料及微电子器件的三维测量,但经典的光学共焦显微镜由于原理性限制,其分辨率与精确度远低于接触式传感器。现结合双频激光干涉仪和共焦显微镜的优点,使激光干涉共焦显微镜不仅横向分辨率高,而且使纵向分辨率达到0．1nm,扩展不确定度U95=13．4nm,使之能测量纳米量级形位变化,而且测量值直接溯源至激光波长。     

激光干涉仪非线性的测量

激光干涉仪和高精度位移传感器的非线性一般为1～5nm,为了对这样的非线性进行测量,必须使用高精度测量方法,并建立高精度测量装置。文中描述了高精度拍频法布里 珀罗激光干涉仪,和利用它对工业激光干涉仪的非线性进行的测量实验。测量范围大于1.3μm,测量不确定度约为2nm。     

用激光干涉仪检测双丝杠驱动加工中心的方法与评定

介绍了使用激光干涉仪检测双丝杠驱动加工中心时,选择测量轴线的有效位置,能够真实地反映加工中心轴线的运动定位状态;提出检测双丝杠驱动加工中心定位精度和重复定位精度的方法,通过调整激光干涉仪和位移镜组件的安装位置,获得数控机床及加工中心的检测精度,并根据自动采集获得的测量数据进行有效地补偿,以提高和恢复数控机床及加工中心的最佳定位精度.     

步距规校准装置

利用坐标测量机和激光干涉仪的信号合成技术,构成步距规校准装置,实现多示值标准器的高精度校准.介绍了仪器的构成、原理、软件框图等,并进行了详细的不确定度分析.     

2m比长仪纳米级精度线间距测量系统的研究

介绍了2 m比长仪系统的组成,对其采用光电显微镜动态瞄准刻线和激光干涉测长原理进行了分析,研究了提高刻线瞄准精度和激光干涉测长精度的方法及利用现代电子技术实现刻线信号和干涉信号自动同步快速处理方法。自动信号处理系统基于FPGA现场可编程电路技术和计算机技术。通过对金属线纹尺测量的实验表明,依据JJG 331—1994激光干涉比长仪检定规程进行实验,2 m比长仪单次最佳刻线瞄准精度优于10 nm(1σ),对其测量的不确定度分析表明,对于测量高质量的高等别线纹尺,其测量不确定度U=（20+40 L）nm（k=2）。     

单频激光干涉仪条纹的偏振移相细分技术

提出了一种用于单频激光干涉仪条纹细分的偏振移相技术.通过偏振分光镜、波片等光学元器件产生四路依次相差90°相位的激光干涉信号,经过硬件电路的整形、放大和比较后,可以解决常见的光强"零漂"问题.共光路设计有效地消除了由于环境因素给测量带来的误差,提高了干涉系统的稳定性和重复性.移相技术不仅充分地利用光能量,而且四路信号更便于干涉条纹的计数和判向,同时为电子细分技术奠定了基础.     

实时测量空气折射率的高精度激光干涉仪

本文介绍了一种与传统测量方式所不同的实时跟踪空气折射率的高精度激光干涉仪,它是在“激光拍频高精度测量空气折射率”课题的基础上提出的,以期在实现实时、自动测量空气折射率的同时,突破干涉测量10~(-7)的精度极限。