基于非本征F-P干涉技术的全光纤位移测量系统北大核心CSCD

为解决传统分离镜组式干涉仪体积较大,无法在空间受限的环境条件下应用的问题,开展了全光纤F-P干涉位移测量技术研究。根据干涉原理分析了不同反射率条件对干涉信号形式的影响,计算得出:当反射率为4%时,多光束干涉的光强信号将近似为正弦函数,并利用有限元仿真对位移测量原理进行验证。设计搭建了基于非本征F-P干涉技术的全光纤位移测量系统。实验结果表明:该系统在1 min内静态噪声电压标准差为23.3 mV;在1 mm位移范围内,该系统与XL-80激光干涉仪的测量结果呈现高度线性关系,线性相关系数R 2为1,且该系统位移测量重复性优于XL-80激光干涉仪。     

收发分体式四自由度激光测量系统耦合误差建模与补偿

线性导轨广泛应用于精密机床和仪器,其运动精度直接影响所在设备的空间定位精度。针对团队前期研制的收发分体式四自由度激光测量系统可以测量导轨直线度、俯仰角和偏摆角,但其直线度与角度测量结果间存在耦合干扰问题,提出了一种误差建模与补偿方法。根据激光测量系统的原理和结构,分析并确定了耦合误差的主要来源,利用矩阵光学及齐次坐标变换的方法建立了耦合误差的补偿模型。以雷尼绍XL-80型激光干涉仪为基准,对所建立的误差补偿模型进行了实验验证,结果表明:利用所建模型补偿后的直线度和角度测量误差均降低了75%以上。所提出的误差建模与补偿方法不但有助于提高四自由度激光测量系统的精度,同时也有助于降低其成本。     

XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统：便携性强、高性能、使用方便

你只要看一眼Renishaw的新型XL-80激光系统和XC-80补偿器。就会注意到它们比原有的ML10和EC10小了许多。现在。二者总重仅3公斤多一点（包括连接电缆、电源和传感器）。比原来减轻了70％。当然。随着激光头和补偿器尺寸减小。其他系统组件。例如三脚架和云台也相应地减小以便相配。因此整个系统（配小型三脚架）的运输箱减小了许多。现在。最小的“脚轮箱”只有原来箱子的一半大一点。却可以携带整个线性和角度测量系统。并按需预留放置Renishaw QC10球杆仪组件的位置。这个高度便携的“检查和修正”激光干涉仪和球杆仪组合系统总重不到17公斤。令同类产品无以匹敌。[编者按]     

大量程引伸计校准装置

利用磁栅尺与数字图像技术相结合的方式,开发了一种针对大量程引伸计的校准装置。将所设计的校准装置与Renishaw公司的XL-80激光干涉仪同时对一台大量程引伸计进行校准。实验结果表明,所设计的大量程引伸计校准装置在25~500 mm测量范围内的最大允许误差为0.09%。最后,对校准装置的不确定度进行了分析。     

激光干涉仪使用中需要注意的问题探讨

正一、激光干涉仪的主要技术指标激光干涉仪的基本测量功能是位移测量,其技术指标是位移测量示值误差。厂家通常称为位移测量准确度、线性测长准确度等。通常的激光干涉仪的位移测量示值误差是±0.5×10-6左右。这种表达方式对于厂家甚至检定机构都是可以的,但是对于使用者就不行了,应该准确的表示为A+BL,A是常数量,B是与量值有关的线性系数,L是位移值。前面的表达     

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。     

高精度位移传感器测量

利用高精度的F-P激光干涉仪,研制了一套用于高精度位移传感器的校准装置,可以校准示值误差为十几个纳米到几十个纳米的高精度位移传感器.测量原理是利用F-P激光干涉仪的灵敏度高、测量精度高等特点,将干涉仪和被测传感器同时测量放置在精密位移工作台上,通过比较激光干涉仪移动镜的位移量和被测传感器的位移量间的差异,得出被测传感器的线性,整个测量过程完全由计算机控制.该系统测量范围为0～25mm,测量不确定度为6 nm+l/2 nm(k=1).     

高精度电容式位移传感器校准方法的研究

介绍一种使用激光干涉仪结合单轴精密位移台对电容式位移传感器进行校准的方法。建立了一套高精度电容式位移传感器校准装置,利用单轴精密位移台位移与电压之间的关系产生纳米级的微小位移,同时使用激光干涉仪和待校准电容式位移传感器测量单轴精密位移台的微小位移。该装置可实现电容式位移传感器线性度、测量重复性以及测量分辨率的校准。实验验证了此校准方法的准确性和实用性,对影响校准的主要因素进行了分析,其综合不确定度为2.2 nm。     

新型零差激光干涉仪测量误差因素分析

介绍了新型零差激光干涉仪的测量原理,实验和理论分析了干涉条纹宽度、激光光强、散斑效应对该激光干涉仪测量误差的影响。结果表明,干涉条纹宽度对振幅测量值影响并不明显,测量误差为0.5%;光强变化引起的振幅测量误差为0.5%,光强较弱会增大测量误差;散斑效应引起的振幅测量误差与透镜参数有关,测量误差为0.4%。该新型零差激光干涉仪可有效降低测振系统对测量环境的要求。     

基于移相式激光干涉仪的平晶平面度测量方法分析

平晶的平面度计量主要应用激光平面干涉仪和移相激光干涉仪,本文通过分析比较了两种方法的优劣。对高精度平晶进行了检测,介绍了基于移项激光干涉仪的测量原理及方法,并进行了不确定度分析,以验证该方法满足平晶检定规程,方法可行。     

XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统

Renishaw新型XL-80激光系统和XC-80补偿器比原有的ML10和EC10总重（包括连接电缆、电源和传感器）减轻了70％。并且，随着激光头和补偿器尺寸减小，其它系统组件，例如三脚架和云台也相应地减小。激光头和云台体积很小，能够方便地固定在标准磁性座上，可以在不方便使用三脚架固定的情况下使用。XL-80激光测量系统的光束高度和光学镜组尺寸与ML10系统一样，因此也可以直接放在花岗岩工作台（不使用三脚架云台）上，进行坐标测量机的校准。[第一段]     

激光干涉仪在10米测长机导轨直线度检测中的应用

为检测10米光栅测长机导轨的直线度,采用双频激光干涉仪系统作为主要测量工具,以最佳平方逼近法计算10米光栅测长机导轨的直线度。根据双频激光干涉仪的测量直线度测量原理,结合直线度的评定方法,对10米光栅测长机导轨的直线度的测量方法进行了介绍。实验表明,采用双频激光干涉仪测量直线度的方法实用,较为准确、方便、直观。     

基于HEIDENHAIN系统下的螺距误差补偿方法

随着数控水平的不断发展,各企业对数控机床精度要求越来越高,本文通过利用双频激光干涉仪对HEIDENHAIN系统数控机床线性轴的螺距误差进行测量,介绍数控机床螺距误差的测量、补偿方法与操作要点,以及补偿效果的验证与分析。     

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。     

纳米级正弦振动幅相特性测量技术的研究

概述外差激光干涉测量技术的基本原理和特点，针对马赫-泽德外差式激光干涉仪在绝对法振动校准技术中的应用，介绍测量系统的构架以及完成数据采集和信号处理的虚拟仪器技术。详细介绍了测量系统频移变换部分和数字信号处理部分的组成原理和技术实现，论述了其中数据采集、数字解调、曲线拟合等技术难点。本文描述的这种振动测量技术运用正弦逼近的信号处理方法，可以对线性正弦振动量进行幅值和相位的纳米级精确测量。     

现场可编程门阵列（FPGA）及其在外差测量中的应用

本文介绍了当前专用集成电路（ASIC）领域中发展很快的一种可编程器件－现场可编程门阵列（FPGA）；并以双频激光干涉仪为例介绍了FPGA在外差测量中的应用。实践证明EPGA的应用使得双频激光干涉仪的性能得以大幅度提高，展示了EPGA在外差测量中广泛的应用前景。     

激光干涉仪在大型三坐标测量机示值误差快速测量中的应用

提出一种使用激光干涉仪快速测量大型三坐标测量机示值误差的方法。描述了校准方法原理,建立了测量模型,探索了试验程序和试验方法,并给出对三坐标测量机示值误差校准的具体方法和步骤,使测量过程中激光干涉仪引入的误差尽可能减少,最后给出校准结果。分别采用激光干涉仪与传统标准量块得到的校准数据比对结果表明,激光干涉仪在大型三坐标测量机示值误差的校准中更加准确、可靠。     

激光干涉仪在位置测量中的精度评定

激光干涉仪广泛应用于计量、精密机械测量、航空航天工业等领域,国内拥有量超过数千台.由于激光干涉仪使用者的水平、经验和理解各不相同,因错误的认识产生了错误的理解和操作,导致了错误的测量结果,使激光干涉仪不能发挥应有的作用.对激光干涉仪进行检测过程中的错误理解和操作方法进行了分析,发现有些使用者忽视了激光干涉仪的材料温度传感器和材料温度膨胀系数的不确定度对测量结果的影响,造成了测量结果的不正确.有的使用者在短距离内测量是否需要对空气折射率进行修正的问题也有不同的看法.对上述两个问题进行了理论分析.     

利用激光干涉仪对重大型数控机床两线性轴间垂直度测量方法的探索

通过对激光干涉仪各项检测功能的深入研究和大量测试试验,利用激光干涉仪开发出重大型数控机床两线性轴间垂直度测量的两种新方法。本文重点描述直角尺法、激光干涉仪对角线法、激光干涉仪垂直度镜组法测量两线性轴间垂直度的原理、方法和注意事项,并对三种测量方法进行了比对分析。     

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。