长度单位变革以来的影响及展望

2018年11月第26届国际计量大会上,SI单位进行了重新修订,长度基本单位"米"的定义没有变动。长度单位变革的这36年,全方面影响着工业和科技中对长度量值的溯源需求。首先缩短了量值传递路径而提升了长度量传精度,丰富了长度量值传递的形式,催生出许多重要的长度测量应用。飞秒激光的应用更加方便了长度单位"米"与时间单位"秒"的统一,随着科技的进步,一些先进长度测量仪器不断出现,将时间和空间的关系变得更加紧密。长度单位"米"定义到光速的这把光米尺具有超越性,应用潜力空间巨大、所带来的影响将持续不断。     

动态光电显微镜刻线瞄准信号的处理方法

研究了激光干涉比长仪的动态光电显微镜刻线瞄准信号的处理方法。分析了基于硬件电路的信号处理方法,及基于高速A/D采样、计算机数据处理的软硬件结合的信号处理方法,分别介绍了这两种方法的系统组成及工作原理。实验证明,前者抗干扰性能差,瞄准精度低;后者实现对刻线信号均匀等距采样,瞄准精度高,在测量速度达3mm/s时,可实现2nm的瞄准分辨率。     

一种基于高速A/D的刻线瞄准信号处理方法

介绍了基于高速A/D信号处理方法的系统组成和工作原理,包括对瞄准信号的模拟信号调理、A/D采样、数字信号处理等环节,能够实现2 nm的瞄准分辨率,可用于激光干涉比长仪的动态显微瞄准系统.通过实验验证了方法的可行性,即使在干扰较大的非理想波形信号的情况下也能得到对刻线瞄准的较高的重复性.     

激光二坐标测量装置显微视觉关键技术的研究

为满足二维线纹标准器高精度检测需求,研究了激光二坐标测量装置的显微视觉系统关键技术.分析了激光二坐标测最装置的工作原理和显微视觉硬件系统的构成,提出了一种基于方向链码的边缘特征点跟踪提取算法,实现了图像边缘快速精确提取,建立了两坐标系间的修正模型,提高了测量精度.实验验证二维线纹标准器线间距和线宽测量重复性的2倍标准差小于10 nm.     

一种实用的精密测量设备空气弹簧监控系统

介绍了典型空气弹簧系统的组成和原理.以此为基础,根据几何量精密测量的需要,研制了一种电子与机械相结合、安全可靠的空气弹簧自动监控系统.系统的关键部分包括气动升高安全控制机构和平台调平机构,基于计算机平台传感系统,信号分析处理和监测系统.该监控系统可直接用于大型高精度几何量测量设备(如激光干涉比长仪),实现仪器振动的隔离、自动调平、高度控制等功能.     

基于单稳频激光的端面距离微尺寸测量方法

搭建了一种用于端面距离微尺寸测量的干涉光路,分别以频率高度稳定的532nm波长激光和波长不确定度水平相对较差的633nm波长激光作为光源进行照射以获取干涉图样。使用电荷耦合器件(CCD)传感器获取干涉图样,采用数字图像处理手段清晰化干涉图样,并利用条纹的像素距离计算干涉条纹级次差的小数部分,用多波长的小数重合法计算端面间距。通过系统的软件部分,利用数字图像处理的手段对干涉图像的质量进行优化,在较为简单的实验条件下实现精度较高的端面距离微尺寸测量。     

基于运算放大器的小型电涡流传感器设计

为了使电涡流传感器提高灵敏度,减少功耗,适应狭小空间的特殊工作环境,提出了一种基于运算放大器的小型电涡流传感器电路,利用仿真软件对振荡电路的参数进行优化,设计了电涡流传感器.同时,选用高分辨力的测量单元瑞士TESA电感测微仪TT80对电涡流传感器进行静态标定,制作了电涡流传感器静态标定系统.仿真研究和实验结果表明,基于...     

步距规动态测量方法研究

步距规是一种典型的多量值面间距标准器,由于各工作面间相互阻隔,使步距规的校准具有一定难度.本文提出了一种新的测量方法,即应用光切显微镜的测量原理实现被测工作面的精确定位,给激光干涉比长仪提供了各个测量面的触发信号,从而实现了面间距的非接触动态连续测量.根据该方法研制了光学测头,并安装在激光干涉比长仪上进行了测量,分别对...     

基于双路多光束干涉的光程微变动实时监测技术北大核心CSCD

介绍了一种基于多光束干涉原理,采用双通道的微光程测量系统。该系统具有较高的测量灵敏度,可以实现诸如空气折射率变动引起光程微变的测量。采用简单方法对测量灵敏度实验进行验证,利用声波改变空气折射率进而改变光学光程,将系统的测试结果与迈克尔逊干涉方法的测试结果进行了比较,结果表明,本系统能够在较小干涉臂情况下实现只有当迈克尔逊干涉大干涉臂才能具备的测量灵敏度。由于光程变动的测量具有较多的应用,本测量实验系统具备微型化的结构特点,可以为相关领域的应用提供技术基础。