光谱共焦技术精密几何量测量台研制

光谱共焦位移传感器能够实现对透明和非透明材质的几何量测量,该文设计一套基于光谱共焦技术的精密几何量测量系统,将测量轮廓数据转换为图像,基于图像处理技术实现对几何量测量点的准确定位。采用改进的最小二乘法对轮廓数据进行预处理,有效提高系统几何量测量结果的动态重复性,同时系统测量软件直观友好地提供手动轮廓外形编辑和测量工具。实验结果表明:系统能够对透明物体的几何量进行精确测量,自动测量陶瓷标准块厚度的动态重复性不超过1μm。     

光谱共焦传感器多参数高准确度校准

针对高准确度光谱共焦传感器缺乏相应校准装置及方法的问题,提出了一种基于激光干涉测量的校准方法,并研制了相应的校准装置。一方面,提出了一种波长倍数间隔测量法,通过位移反馈控制将位移间隔设置为激光波长的整数倍,以减小激光干涉仪非线性误差对测量的影响;另一方面,提出了测点修正算法,消除了受检点处位移标准值因校准装置定位准确度限制不重合对测量的影响。实验结果表明：在0～100μm的测量范围内,示值误差为±23 nm,重复性为5 nm,示值误差测量结果的扩展不确定度U₂=7.0 nm(k=2)。构建的校准装置在0～50 mm的测量范围内的示值误差测量结果不确定度为U₁=3.0 nm+2×10^-7L(k=2)。     

几何量计量测试技术及仪器的若干新进展

几何量计量测试技术属于传统的计量学科领域，相对其它学科而言。因发展得早而体系较成熟完善，但近年来受其它学科领域的影响，出现了新的研究内容。本文就作者的观点谈一谈看法。     

基于光谱共焦的在线集成表面粗糙度测量方法

为了提高加工检测效率,实现尺寸形位公差与微观轮廓的同平台测量,提出一种基于光谱共焦位移传感器在现场坐标测量平台上集成表面粗糙度测量的方法.搭建实验测量系统且在LabVIEW平台上开发系统的硬件通讯控制模块,并配套了高斯轮廓滤波处理及表面粗糙度的评价环境,建立了非接触的表面粗糙度测量能力.对标准台阶、表面粗糙度标准样块和...     

浅谈几何量计量技术的现状及发展

几何量计量是一项历史悠久、基础性强的计量。几何量计量技术的发展现状及其应用。几何量计量技术向智能化、高精度、高速度、多维非接触式高速在线测量方向发展。     

基于差动共焦显微技术的微区拉曼光学系统构建与实验研究

研制了一种基于差动共焦显微技术的微区拉曼光学系统装置,对无机样品进行微区拉曼光谱探测。传统显微共焦拉曼光谱技术没有强调系统的定焦能力,而所研制的光学系统装置利用差动共焦曲线过零点与焦点位置精确对应的特性,采用反馈控制技术,具有长时间定焦功能。在微区拉曼散射信号收集时,采用多模光纤空间耦合技术,以光纤代替传统物理探测针孔,提高了环境抗干扰能力,优化了系统结构和装调性能。实验结果表明:该装置具有较高稳定性,可有效探测单壁碳纳米管在1 581. 510 cm^-1,2 708. 065 cm^-1特征峰处的拉曼频移及纯物质硫在153. 113 cm^-1,219. 917 cm^-1,473. 322 cm^-1特征峰处的拉曼频移并且实现碳管的单线检测,满足了光谱探测系统装置设计需求。     

规则平面孔孔心定位半球体在几何量测试中的应用

该半球体的不确定度≤１μｍ，与现行我国计量测试仪器加工设备配合使用，可提高测试速度（４～５０倍）、准确度，扩大量程和增加测试项目，简化测试方法和繁杂运算等。并获得国家发明专利。文中介绍了定位半球体的原理和应用举例。     

基准转换在几何量计量中的巧妙应用

针对几何量测量中基准的重要作用,本文通过详述测量同轴度公差时基准转换的具体实例,深入说明基准转换在几何量计量中不可替代的作用。     

计量测试技术与国民经济建设

计量技术是人类在生产、交换、贸易和分配中根据需要产生并发展起来的。如今,通过计量测试提供的各种数据,正在为生产、科研、国防等部门眼务,促进了各方面的技术改造与技术进步。实践已证明,计量科学技术作为一门独立的基础性科学,在面向经济、面向社会眼务中开辟了广阔的新天地。 一、计量测试技术在国民经济建设中的作用 事物的性质是通过质和量两个方面来体现的,计量科学是从量的方面揭示客观事物内在关系和规律的一门学科。计量技术的水平,从某种意义上说,标志着一个国家经济和科学技术发展的水平。 近年来,中国计量科学研究院在为国民…     

现代几何量精密测量技术动向

随着大型精密机械和超大规模集成电路等制造工业的不断发展,要求计量工作者提供高精度、高效率、大量程和显微测量的仪器及其测量方法的呼声愈来愈高,从而极大地拓宽了几何量精密测量技术的应用领域。本文欲就现代几何量精密测量技术的几个发展动向作一介绍,供参考。     

几何量与光栅技术进展

随着现代化大生产的发展,现代高科技大型工程项目(如大型天文望远镜等)的研制,迫切盼望解决高精度、高效率、自动化计量仪器。从而,各种自动在线测量仪器,精确测量各种大型高精度复杂零部件(如大规模集成电路等)新仪器应运而生,其计量范围可大到几十米到毫微米级,并要求相应的高精度和高可靠性作保证。用光学法构成的不接触,高灵敏度、高精度实时处理系统极大地促进了二维和三维自动测量和在线计量,并已广泛地应用于静动态的几何量计量中。微电子技术同光学和精密机械相结合,使仪器性能,结构、效率可靠性和智能化程度得到提高,标准化、系列化、组合化和小型化的仪器设计,极大地提高了仪器的经济效益和社会效益。     

光谱共焦位移传感器的色散物镜设计

光谱共焦位移传感器具有精度高、适应性强等特点,传感器的关健部件是产生轴向色散的物镜.本文对传感器的工作原理进行了分析,推导了计算物镜光学参数的公式,并依据此公式计算结果设计物镜,得到了满足设计指标的物镜,且与理论计算相符.传感器的工作波长范围是500～700 nm,设计的色散物镜利用高色散玻璃和双胶合透镜达到了1 mm...     

基于白光LED的光谱共焦位移传感器

为实现光谱共焦位移传感器的小型化、低功耗和高精度,在设计过程中选择体积小、耗电量小的白光LED作为传感器的光源,并使用光纤耦合器代替复杂的分光棱镜式光学系统结构。色散镜头采用消色差透镜与非球面透镜组合的方式,在使用较少透镜数量的情况下达到较好的像差校正能力。同时结合光强归一化等数据处理方法,消除白光LED光源光谱光强分布不均匀等因素对测量精度造成的影响,得到准确、稳定的峰值波长与位置间的对应关系。通过双频激光干涉仪对系统进行标定和测量,实验结果表明使用435~655 nm波段,系统测量范围可以达1.7 mm,平均测量精度1.8μm,满足一定的测量需求。     

计量测试技术的新动态

介绍了国际单位制(SI)基本单位的量纲方程、新定义,以及中国计量研究院在质量单位研究的最新进展.阐明了"能量天平"方案核心中M/T的量纲是欧姆.建立了互感测量装置,自行研制的低频数字补偿器法.模型试验结果表明:测量不确定度主要来自被测标准互感的不稳定性.其不确定度为1.5×10-3,说明了不确定度主要来源于测量位置准确性,采用激光系统后有可能得到改善.该项研究的重要意义在于研究和验证一些国际上已有计量方案,而不是简单地模仿之.     

软件测试技术——计量测试技术的新领域

随着计算机技术的应用,在计量工作中逐渐引入了软件测试技术,作为计量测试技术的拓展与延伸,软件测试技术在现代计量工作中发挥着十分重要的作用。本文介绍了计量测试与软件测试的关系,软件测试的原则、分类及实施过程。     

基于二元衍射的光谱共焦显微位移测量

为实现高精度、高轴向分辨率的光谱共焦显微位移测量,提出一种将二元衍射透镜引入测量系统的方法。该方法中二元衍射透镜相比于传统折射透镜色散线性度更好,且在消色差的同时减小单色像差特别是对测量影响较大的轴上球差的影响。在数据处理上采用中值滤波减小随机噪声对谱峰定位造成的影响,质心法和多项式拟合的方法分别减小峰值波长提取和标定曲线拟合的误差。实验选用白光光源,采用50×物镜和100×物镜分别和二元衍射透镜组合搭建系统,通过PI纳米位移台对系统进行标定和测量。实验结果表明,100×物镜系统测量精度更高,测得该系统在432～807 nm的波长范围内,测量范围为40μm,系统的平均测量精度可达0.046 2μm,轴向分辨率优于0.2μm,符合微小间距测量的要求。     

光谱共焦位移传感器物镜设计

高精度非接触式位移传感器有着广泛的应用.本文讨论其中一种采用光学方法实现非接触测量的光谱共焦位移传感器,阐述该传感器的工作原理,给出了该系统的设计方法和评价方法.最后基于光学设计软件CODE V的宏语言和数学软件MATLAB设计出了一个测量范围为0～1.173 mm的光谱共焦位移传感器物镜.该物镜采用一个单透镜和双胶合透镜组合的结构,在工作波长范围内,各个单波长对应最大的RMS半径为2.8 μm,其测量精度优于5 μm,波长离焦量和波长之间线性度通过线性回归拟合得出判定系数为0.985 9,测量的线性度优异.     

光谱共焦显微镜中色散物镜材料的优化选择

色散物镜是光谱共焦显微镜的关键组件,其轴向色散线性度和色散范围会影响光谱共焦显微镜的性能。在线性轴向色散的理论基础上,研究了优化选择材料组合的方法,给出了优化模型和求解方法,得到了具有最大色散的材料组合及其光焦度分配,并使用光学设计软件对优化结果进行了模拟。模拟结果表明,使用本文优化方法得到的材料组合,波长与轴向色散成线性关系,而且具有最大的轴向色散。使用得到的最大色散材料组合进行色散物镜设计,得到了较好线性度的色散物镜,并具有较短的有效焦距。本文给出的优化选择材料组合的方法可以为设计光谱共焦显微镜提供指导,有效缩短镜筒长度,提高光谱共焦显微镜的性能。     

计量测试技术在电子衡器中的应用

随着我国经济的迅速发展及科学技术水平飞速上升,在电子衡器中使用计量测试会产生令人惊讶的结果.电子衡器仪器的使用范围相对较广,因此需要更精确的测量和测试方法以确保其测量效果.我国现代测量技术的不断发展,有助于电子衡器的数量和精度的提高,使人们在使用过程中充分发挥电子衡器的作用.本文对电子计价秤中存在的一些问题进行了分析,...