大影响激光干涉仪测量精度的因素完整版

激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析摘要: 使用( renishaw ) 激光干涉仪对一台立式铣床的定位精度进行了测量。

在启用和关闭机床环境补偿系统的条件下, 得出了两组相差较大的实验数据。

通过对激光干涉仪在测量中的误差进行分析, 找出了定位精度变化的原因和相关数据的变化范围。

由于数控机床热变形的不稳定性和测量方法的多样性, 到现在为止, 国内还没有统一的检验通则用来评定机床的热误差大小。

目前, 用来评定机床性能的主要依据之一是机床轴线的定位精度和重复定位精度的大小。

能够用于检测数控机床几何误差的检测方法有很多:一维球列测量法、球柄仪测量法和激光干涉仪测量法等。

但在生产实践中, 考虑到检测设备对测量精度、稳定性以及通用性等要求, 国内外生产厂家都采用激光干涉仪测量法来评定数控机床的轴线定位精度大小。

在使用激光干涉仪进行线性定位误差测量时, 分光镜或反射镜之一保持静止, 另一个光学元件沿着线性轴线运动。

图1中, 分光镜静止不动, 反射镜沿着预定的方向运动。

误差分析激光干涉仪是一种高精度的计量仪器, 自身的精度很高, 但在使用时会受到环境、安装条件、机床温度和线膨胀系数不准确等诸多因素的影响, 从而降低了测量精度。

激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差包括激光干涉仪的极限误差e1、安装误差e2 和温度误差e3 用激光干涉仪实现高精度定位主轴头和控制系统补偿的位置误差方面, 大型加工中心的定位精度要求为数百分之一毫米。

采用ML10激光干涉仪就能达到要求。

航空工程工业加工大型整体部件和大型轻合金模具都需要X轴和Y轴行程达数米的加工中心。

平面度、角度和位置精度测量ML10提供的测量范围完全能满足各种不同要求:可以测量导轨的垂直度和水平平直度,主轴头的定位精度,正交轴的角度和回转轴的定位精度。

激光干涉仪便可自动测量主轴头的位置偏差。

ML10是测量大型加工中心平直度与定位精度最好且精度最高的测量装置。

用激光干涉仪测量数控机床主轴误差新法从激光干涉仪检验的内容来看，从最初的单独测量机床各轴的位移精度，扩展到分别测量定位精度、直线度、平行度、垂直度等，再到现在使用分布体对角线测量法测量机床的三维整体性能。

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Accuracy and In fluencing Factors about the Dual-frequenc yLaser Inter ferometer System Based on80m Measurement Device冷玉国 陶 磊 徐 健(青海省计量检定测试所,青海西宁810001)摘 要: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。

关键词:测量装置;双频激光干涉仪;系统精度;影响因素1 引言80m测量装置是由中国计量科学研究院长度计量科学与精密机械测量技术研究所正在筹建中的大尺寸计量仪器的实验室基准,建成后此基准可以比较完整地解决标准钢卷尺、基线尺、激光干涉仪、测距仪等的长距离校准问题以及激光跟踪仪、经纬仪组合系统等便携式坐标测量仪器的实验室校准问题。

本文旨在以80m大长度测量装置为基础,来对影响双频激光干涉仪系统精度的各种误差因素进行分析。

2 系统精度及影响因素表1 误差来源误差分类误差因素系统精度固有误差激光波长是电气误差是光学件的非线性是环境补偿是环境误差材料的热膨胀是光学件的热漂移是死区误差是安装误差阿贝误差是余弦误差是这里的80m大长度测量装置,采用的测量标准为Agilent5530型(原HP公司)的长距离双频激光干涉仪,线性精度能达到0 4PPM,测量分辨率为0 1 m。

由于此测量装置采用的是三路激光干涉仪同时测长的方法,可以实时测量长导轨的直线度并补偿阿贝误差,使得在工作台的任意位置上都能达到同轴同向的测量精度。

但影响双频激光干涉仪系统测量精度的误差因素很多,一些是由工作环境引起的,一些是由安装调试引起的。

这些误差可分为定值误差和变值误差。

在这里变值误差用 m/m表示,它是测量距离的函数。

测绘技术中常见的影响测量精度的因素与处理方法介绍测绘技术是现代科学技术与工程技术的结合，广泛应用于土地规划、城市建设、水利工程等各个领域。

在测绘过程中，测量精度是一个非常重要的指标，它直接关系到工程的质量和可行性。

本文将介绍测绘技术中常见的影响测量精度的因素以及相应的处理方法。

1. 仪器精度仪器精度是测绘中非常关键的一个因素。

仪器的精度会影响到测量结果的准确性和稳定性。

因此，在进行实际测量时，需要对仪器进行精度测试和校准。

一般来说，仪器精度可以通过使用标准设备进行比对测试，或者进行多次重复测量来评估。

如果仪器的精度不够高，可以采取一些处理方法来提高测量的准确性。

例如，可以使用多台相同类型的仪器进行测量，然后取平均值，这样可以减少仪器误差的影响。

另外，还可以通过仪器校正或调整来提高精度，比如校正光电仪器的视轴误差、调整水平仪器的平衡等。

2. 观测误差观测误差是测绘中不可避免的一个因素。

它可能由于环境、人为因素以及仪器本身的误差等多种原因导致。

为了减少观测误差对测量结果的影响，可以采取一些处理方法。

首先，需要在观测前进行环境检查，确保测量现场的环境稳定和符合测量要求。

例如，检查天气状况、地面状况等。

其次，在观测过程中，需要注意观测仪器的稳定性和精度。

比如，要避免仪器受到振动的影响，以及观测人员的动作干扰。

此外，还可以通过重复观测和数据处理来减小观测误差。

例如，可以进行多次观测，然后取平均值或使用统计方法进行数据处理。

3. 大地控制点精度在大地控制点的选择和测量中，精度是非常重要的。

大地控制点的精度不仅影响到局部地区的测量结果，还会对整个工程的结果产生影响。

为了提高大地控制点的精度，可以采取一些措施。

首先，应该选择合适的大地控制点，以确保其精度符合要求。

其次，在大地控制点的测量中，需要使用精密仪器进行观测，并严格遵循测量规范和操作规程。

此外，为了提高大地控制点的稳定性和可靠性，可以采用定期校正和检验的方法进行监测。

激光干涉仪的使用中常见问题解析激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，广泛应用于科研、工程和制造等领域。

但在使用过程中，常常会遇到一些问题。

本文将针对激光干涉仪的使用中常见的问题进行解析，帮助读者更好地使用这一仪器。

一、激光干涉仪显示模糊的解决办法有些时候，在使用激光干涉仪时，仪器的显示可能会模糊不清。

这很有可能是因为激光器光路不稳定造成的。

解决方法有两种，第一种是调节光源，确保稳定和强烈的激光输出。

第二种方法是检查光路，排除光路中可能存在的干扰源，如灰尘、杂散光等。

二、干涉图案不稳定的解决方案另一个常见问题是干涉图案的不稳定性。

这可能是由于环境的震动和干扰造成的。

为解决这一问题，有几种有效的方法。

首先，将激光干涉仪放置在较为稳定的环境中，远离震动源，如机械设备。

其次，可以采用隔振台来减小仪器的震动。

最后，注意调整仪器的参数和位置，确保其可以获得稳定且清晰的干涉图案。

三、激光干涉仪的校准问题使用激光干涉仪测量时，有时会发现仪器的数据与实际测量值存在偏差。

这很可能是由于激光仪器的校准问题导致的。

所以，在使用激光干涉仪之前，一定要进行校准。

校准的方法包括调整干涉仪的零点偏差以及校正仪器的非线性误差等。

只有进行了正确和精确的校准，才能获得可靠和准确的测量结果。

四、干涉仪的呈现方式选择激光干涉仪的干涉图案有多种不同的呈现方式，如横条纹、点状图案等。

选择合适的呈现方式可以使得读取和解析干涉图案更为便利。

在实际应用中，需要根据具体测量的要求和需要，选择合适的干涉图案呈现方式，并通过仪器自带的软件进行调节和设置。

五、激光干涉仪使用中的安全注意事项在使用激光干涉仪时，安全是至关重要的。

首先，要注意避免激光直接照射眼睛，以免对眼睛造成伤害。

同时，要避免触摸激光器和激光器光路等部件，以免引发意外伤害。

此外，还应注意防护设备的使用，如佩戴适当的防护眼镜和手套，以确保人身安全。

总之，激光干涉仪在科研和工程领域中扮演着重要的角色。

激光干涉仪测量距离和表面精度激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，可用于测量距离和表面精度。

通过利用光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现高精度的测量。

本文将介绍激光干涉仪的原理、测量距离和表面精度的方法，以及激光干涉仪在不同领域中的应用。

激光干涉仪是基于光波的干涉现象进行测量的仪器。

光波的干涉是指两束或多束光波相遇时发生的波的叠加现象。

激光干涉仪通过将激光分成两束，一束作为参考光束，一束照射到待测物体上反射回来作为待测光束，再将两束光波进行干涉，通过测量干涉条纹的变化来获得距离和表面精度的信息。

激光干涉仪的测量距离的原理基于光波的干涉，利用干涉条纹的变化来获得物体到仪器的距离。

当两束光波相遇时，它们会发生干涉，干涉条纹的间距和形态会随着物体到仪器的距离的变化而改变。

通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体到仪器的距离。

这种测量方法具有高精度和高分辨率的特点，适用于微小距离的测量。

激光干涉仪的测量表面精度的方法基于光波的干涉，利用干涉条纹的形态和间距来获得表面精度的信息。

当光波照射到物体表面时，由于表面的形态和光的反射特性的影响，干涉条纹的形态和间距会发生变化。

通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体表面的精度。

这种测量方法具有高精度和高分辨率的特点，适用于表面平整度和粗糙度的测量。

激光干涉仪广泛应用于多个领域，如制造业、科学研究和地质勘探等。

在制造业中，激光干涉仪可用于检测零件的尺寸和形状，以及测量零件表面的精度。

在科学研究中，激光干涉仪可用于研究光学现象、材料的性质和微小物体的运动。

在地质勘探中，激光干涉仪可用于测量地表的高程和形态，以及探测地下的岩层和地下水位。

总结一下，激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，可用于测量距离和表面精度。

通过利用光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现高精度的测量。

通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体到仪器的距离和物体表面的精度。

激光干涉仪精准校正方法改良方案_激光干涉仪是一种常用于测量光的相位差和长度差的精密仪器。

它是基于光的干涉原理工作的，利用激光光束经过光学元件的分光、合光、反射和透射，产生干涉现象，并通过检测干涉图案来进行精确的测量。

然而，激光干涉仪在使用过程中可能会出现一些误差和不准确性，因此需要进行校正。

本文将提出一种改良方案，旨在提高激光干涉仪的精准校正方法。

首先，我们将重点关注光路的稳定性。

激光干涉仪的精确性受到光路的稳定性的极大影响，因此稳定的光路是实现精准校正的关键。

本改良方案建议使用高质量的光学元件，并对其进行定位和固定，以确保光学元件的位置稳定。

此外，使用高效的光束质量调整技术，如自适应光学系统，可以有效提高激光束的传输质量和稳定性。

其次，我们将改进干涉图案的检测和分析方法。

干涉图案是判断激光干涉仪是否精确校正的重要依据。

然而，对于复杂的干涉图案的分析和判断往往存在困难。

因此，在本改良方案中，我们建议利用计算机视觉和图像处理技术对干涉图案进行自动化分析和判断。

通过使用高分辨率的相机和图像处理算法，可以提高干涉图案的检测精度和分析准确性。

同时，我们将引入自适应控制系统来实现在线校正。

传统的激光干涉仪校正通常需要手动操作，这可能会引入误差和不确定性。

因此，本改良方案提议使用自适应控制系统来实现在线校正。

通过引入传感器和反馈控制技术，系统可以自动感知和调整光学元件的位置和参数，从而实现精确的校正。

这样可以大大减少人为因素对校正效果的影响，提高校正的精准性和稳定性。

此外，我们还将探索新的校正标准和方法。

传统的激光干涉仪校正通常采用干涉图案的空间频率参数作为校正的标准。

然而，这种标准可能不适用于所有应用场景。

因此，本改良方案建议根据具体应用需求，探索新的校正标准和方法。

例如，可以通过引入空间角频率、相位误差等参数来衡量和校正光路的精准性。

最后，本改良方案还提出将自动校正方法应用于激光干涉仪的生产制造过程。

传统的激光干涉仪校正通常在使用过程中进行，这可能会导致生产制造过程中的潜在问题被忽略。

激光干涉仪自动校准五轴加工中心及测量误差分析发布时间：2021-07-08T07:49:20.450Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：汤李炳[导读] 近年来，我国的综合国力的发展迅速，激光干涉仪是用特定、稳定的激光束和波长，来测量位移的高精密测量系统。

五轴加工中心的技术含量高、精度高，用于加工复杂零件的高效率的自动化机床，除了X、Y、Z三个基本直线轴外，还有A轴转头和B轴转台。

其准确度按照国家标准和技术规范来评定，常见的如两点法、最小二乘法、VDI3441技术规范、国家标准GB10931等。

汤李炳浙江凯达机床股份有限公司浙江诸暨 311800摘要：近年来，我国的综合国力的发展迅速，激光干涉仪是用特定、稳定的激光束和波长，来测量位移的高精密测量系统。

五轴加工中心的技术含量高、精度高，用于加工复杂零件的高效率的自动化机床，除了X、Y、Z三个基本直线轴外，还有A轴转头和B轴转台。

其准确度按照国家标准和技术规范来评定，常见的如两点法、最小二乘法、VDI3441技术规范、国家标准GB10931等。

要保证加工中心的指标在要求的范围内，才能达到的最理想的加工准确度，若偏差超出范围，那么加工零件的质量就得不到有效控制。

激光干涉仪自动测量机床的误差后，可通过手动输入或连接ＲS232接口对线性误差进行自动补偿。

如此自动循环的重复测量、补偿后，可以改善加工中心的运动位置偏差，使其达到最佳状态。

本文还对影响激光干涉仪测量误差的常见因素进行了简单分析。

如激光束和镜组与数控轴保持准直(即与运动轴平行)，即余弦误差，激光束与运动轴之间没有准直造成测量值与实际值的差异;阿贝误差的存在，是因为测量方法不满足阿贝原则“测量轴线在基准轴线的延长线上”的定义;回转轴与分度器不同心或不平行引起的弧秒或正弦误差。

关键词：激光干涉仪；自动校准五轴加工中心；测量误差分析引言加速度计正在被越来越多地应用于机械制造、车辆船舶、航空航天等众多科研和工程领域。

Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ；ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ；ｉ ｎ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
间相 位差 测量 精度 问 题展 开讨 论 ， 建 立 了相 关 的数 学
ｌ 干涉 仪 通 道 间 相 位 差 的 测 量 方 法
第２ ９卷第 ２期
航 天 电子 对抗
３ ５
干涉 仪 相 位 差 测 量 精 度 及 其 影 响 因素分 析
石 荣 ， 阎 剑， 张 聪
（ 电 子 信 息 控 制 国 家重 点 实验 室 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ ６ ）
摘要 ： 准确 获取接 收 通 道 间信 号 的相 位 差信 息是 干 涉仪 高精 度 测 向的 重要 条件 之 一 。
０ ห้องสมุดไป่ตู้引 言
干涉 仪测 向在 频谱 监 管 、 电 子侦 察 等 领 域 应 用广
对 于干 涉仪测 向应用 的分 析论证 与 实际工 程使 用具有
一
定 的参考 意义 。
泛 。大量 文献对 干 涉仪测 向的工作 原理 、 设计 准 则 、 数 据处理 流 程 与 使 用 方 法 等 各 个 方 面 进行 了 全 面 的 阐
述＿ １ 一 ａ ３ ， 部 分 文献 还 对 干 涉仪 相 位 测 量误 差 和 测 向精 度 问题 进行 了分 析 Ｉ ５ ］ ， 但 是 目前从 普 遍 意 义 上来 探 讨 干涉 仪相 位差 测 量精 度 与 主 要 影 响 因 素 的并 不 多 。 本 文 主要针 对干 涉仪 对 单频 电磁波 测 向应 用 中的通道

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｊｌ．ｃｏｍ．ｃｎ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。

测长机测量时，其导轨直线度使得尾座移动时产生摆动，设其垂直方向摆动角为α，测长机标尺面至测量轴心线距离为Ｌ，则产生的阿贝误差ｅ１为：ｅ１＝Ｌ·ｓｉｎα测长机尾座与测量座各有一个焦距（ｆ′）完全相等的物镜，使尾座摆动α角时，分米标尺像经过两物镜后，也摆动α角聚焦在毫米刻度面上，其摆动量ｅ２为：ｅ２＝ｆ′ｔａｎα这样，阿贝误差就为：ｅ１－ｅ２＝Ｌ·ｓｉｎα－ｆ′ｔａｎα当α很小时，ｓｉｎα＝ｔａｎα＝φ（φ为弧度值）ｅ１－ｅ２＝（Ｌ－ｆ＇）φ测长机设计制造时，使Ｌ＝ｆ′，这样，在测长机测量中心线上阿贝误差为零；而在偏离测量轴线的方向上，阿贝误差不为零；偏离量ΔＬ越大，则导轨直线度产生的阿贝误差就越大。

偏离测长机测量中心线位置的阿贝误差可按下式计算：ｅ＝ΔＬ·ｔａｎα＝ΔＬ·φ式中：ｅ———偏离测长机测量中心线产生的阿贝误差；ΔＬ———激光干涉仪测量轴线与测长机测量中心线的偏离距离；φ———以弧度表示的测长机导轨直线度（角摆）。

测长机示值误差可以用量块测量，也可以用激光干涉仪测量。

用量块测量时，其测量轴线与测长机的测量中心线一致，故不存在阿贝误差；用激光干涉仪（特别是单频激光干涉仪）测量时，由于安装定位的原因，其测量轴线往往偏离测长机的测量中心线。

测长机直线度最大允许误差为１０″，据此估算阿贝误差为：ｅ＝ΔＬ·φ＝０．００００４８５·ΔＬ若控制激光干涉仪测量轴线偏离测长机中心线的距离不大于１０ｍｍ，则ｅ＝ΔＬ·φ＝０．５μｍ为了保证测量的准确度，阿贝误差应不大于测长机分米示值最大允许误差的１／３。

测长机分米示值最大允许误差为Δ＝（０．５＋ｌ／１００）μｍ（ｌ为测量长度，单位：ｍｍ），该值随测量长度的增加而线性增大。

激光干涉仪测量精度优化激光干涉仪是一种广泛应用于科学研究和工业领域的精密测量仪器。

它利用激光波的干涉现象来测量光程差，进而得出被测量物体的尺寸、形状或者表面形貌等信息。

然而，在实际的应用过程中，激光干涉仪的测量精度可能受多种因素的影响而降低。

本文将探讨如何优化激光干涉仪的测量精度，提供一些关键的技术和方法。

首先，要优化激光干涉仪的测量精度，需要注意实验环境的稳定性。

实验室的温度、湿度和气压等因素都会对激光干涉仪的测量结果产生直接或间接的影响。

因此，在进行测量前，应该确保实验室的环境参数处于稳定的状态，并进行校正和补偿。

例如，可以使用温度、湿度和压力传感器等仪器进行实时监测，并根据监测数据进行相应的修正。

其次，光路对准是影响激光干涉仪测量精度的一个重要因素。

光路的不准确对齐会导致干涉条纹的偏移或者模糊，从而使测量结果产生误差。

为了优化测量精度，应该在进行测量之前进行光路的精确调整和校准。

可以使用光学元件的移动装置来微调光路，确保激光束和参考光束相互重叠，并且干涉条纹清晰可见。

另外，需要关注激光干涉仪本身的性能参数，以提高测量精度。

首先，激光源的性能直接影响干涉仪的测量效果。

选择高质量的激光源，如激光二极管或氦氖激光器，可以提供更稳定和一致的激光束，并减少光功率的波动。

其次，使用高质量的干涉仪组件和光学元件，如分束器、反射器和光电探测器等，可以提高测量系统的灵敏度和稳定性。

此外，选择适当的测量参数，如激光功率、曝光时间和干涉条纹的采集频率等，也可以对测量精度进行优化。

此外，合理处理仪器的噪声和干扰也是优化激光干涉仪测量精度的关键。

在实际应用中，激光干涉仪的测量信号可能受到光源漂移、电磁干扰和仪器本身的噪声等因素的影响。

为了降低这些噪声和干扰对测量精度的影响，可以采取以下措施。

首先，对光源进行实时监测和校准，以确保光源的功率和频率稳定。

其次，使用滤波器和屏蔽材料来隔离电磁干扰，并将仪器放置在电磁辐射较小的环境中。

激光干涉仪测量误差因素探讨激光干涉仪是精度最高的线性位移测量仪器，其光波可以直接对米进行定义，可溯源至国家标准，通过与不同的光学组件结合，可以实现对各类机床的线性、角度、平面度、直线度（平行度）、垂直度、回转轴等参数的精密测量，并能对设备进行速度、加速度、频率-振幅、时间-位移等动态性能分析，在相关软件的配合下，可自动生成误差补偿方案，为设备误差修正提供依据。

但是我们在使用中往往会出现检测偏离值，偏离我们的预估，以至于在高精度检测时，对设备产生怀疑。

今天我们来扒一扒引起激光干涉仪测量误差的部分原因。

因测量光学镜组的安装高度不在被测设备的运动轴上引起的测量误差称之为阿贝误差。

产生的原因是设备移动时存在俯仰、扭摆差，因此光学镜组与运动轴偏置距离越远，引起的阿贝误差越大。

上表可得：角度1″在500mm 偏置距离下引起的误差大约是2.40um 。

来个实际案例：以检测机床时不同安装高度为具体说明。

线性镜组安装距工作台10cm ：线性镜组安装距工作台30cm线性镜组安装距工作台50cm实验结果：按GB/T17421.2《机床检验通则》2000版分析标准得出结果，镜组安装高度偏离设备运动轴线越远，检测结果中重复精度以及定位精度就越差。

正确方式：设备校准时线性镜组的安装高度应该尽量靠近被测轴，使激光光束与运动轴重合（或尽量靠近），减小阿贝误差。

扩展：SJ6000激光干涉仪用户在进行两台同类设备定位精度的对比时，应该进行同轴比对，即共用线性镜组，这样才具有可比性。

环境补偿单元能准确采集空气温度、压力、相对湿度信息，基于Edl en公式计算空气折射率，以此对激光波长进行补偿。

1000mm示值因环境温度、压力、空气湿度各自变化引起的示值变化量（单位：um）同时环境补偿单元中材料温度探头能实时高精度测量被测设备温度，对其进行温度补偿。

但是往往因为操作人员将材料温度探头放置在错误的位置，致使采集的数据不能真实反映被测物体温度状态，从而增大测量误差。

让激光干涉仪测量产生误差的部分原因有哪些
 激光干涉仪是精度最高的线性位移测量仪器，其光波可以直接对米进行定义，可溯源至国家标准。

但是我们在使用中往往会出现检测偏离值，偏离我们的预估，以至于在高精度检测时，对设备产生怀疑。

今天我们来扒一扒引起激光干涉仪测量误差的部分原因。

 1、阿贝误差
 因测量光学镜组的安装高度不在被测设备的运动轴上引起的测量误差称之为阿贝误差。

产生的原因是设备移动时存在俯仰、扭摆差，因此光学镜组与运动轴偏置距离越远，引起的阿贝误差越大。

 角度、偏置距离引起的误差表（单位：um）
 上表可得：角度1″在500mm偏置距离下引起的误差大约是2.40um。

 来个实际案例：以检测机床时不同安装高度为具体说明。

素？您激光干涉仪作为现代精密测量仪器的代表，在精密制造、计量等各个行业领域中得到了广泛的应用，在精密位移、直线度、垂直度等测量领域发挥着重要的作用。

什么是决定激光干涉仪测量精度的关键因素？正在使用或购买的激光干涉仪精度能够达到指标要求么？如何对激光干涉SJ6000激光干涉仪在动态测量软件的配合下，激光干涉仪可实现线性位移、角度和直线度的动态测量与性能检测，以及进行位移、速度、加速度、振幅与频率的动态分析。

SJ6000激光干涉仪检测数控机床精度SJ6000激光干涉仪检测三坐标精度SJ6000激光干涉仪检测自动化设备精度SJ6000激光干涉仪检测线性模组精度激光干涉仪的工作原理激光干涉仪发射单一频率光束，光束射入线性干涉镜后分成两道光束射向反射镜，这两道光束再反射回到分光镜，最后重新汇聚返回激光干涉仪。

若光程差没有变化时，激光干涉仪会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。

若光程差有变化时，这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。

激光输出可视为一束正弦波，如下图：当高压连接在阳极和阴极之间时，混合气体被激发，形成激光光束，通过放大激光光强使一些光透射出来成为输出激光光束。

其中，为实现平衡状态，通过加热器控制激光管长度让激光稳频的精度保持在±0.05ppm以内，此时稳定输出后，激光器即可进行干涉测量。

如今大多数现代位移干涉仪都使用氦氖(HeNe)激光管，这些激光管具有633纳米的波长输出。

激光器的频率、功率、稳定性、可靠性、光束质量及寿命等指标参数，都关系着激光干涉仪的最终性能。

其中激光频率是激光干涉仪最基本的参数，其频率（波长）的准确性和稳定性是激光干涉仪测量精度的保证。

激光干涉仪的测量精度与哪些因素有关？激光干涉仪在实际使用中，需要确认其在各个测量应用中能够达到的真实精度水平以确保测量数据准确可靠。

激光干涉仪的测量读数最终均与激光波长有关，因此激光器频率的准确性和稳定性是激光干涉仪测量精度的保障。

浅谈双频激光干涉测量系统中的常见误差激光干涉测量以其测量范围大，高分辨率以及高精度测量等特点普及到很多高精度测量的行业中。

随着测量精度和分辨率的提高，测量过程中的任何误差都将对最终的测量结果造成一定程度上的影响。

通过介绍了激光干涉测量中一些常见的误差，并通过对这些误差的分析，来降低或修正误差，使我们的测量结果能更精确可靠。

标签：高精密测量；激光干涉测量；阿贝误差；余弦误差0 引言干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术，而激光的原理在1916年被爱因斯坦发现后，于1960年被首次成功制造，成为20世纪以来人类最重大的发明之一。

随着实验条件的提升，电子与计算机技术日新月异的发展，使得干涉测量技术得到迅猛发展。

在现代超精密加工过程中，普遍采用纳米级分辨率的双频激光干涉仪进行高精度位移测量。

但越高精密的测量，需要我们考虑的误差因素也就更多。

1 激光干涉仪原理激光干涉仪产生的干涉条纹变化频率与测量反射镜的运动速度有关，整个过程由光强转化出的直流电信号的频率变化也是从零开始变化，这个直流电信号只能用直流放大器来放大处理。

直流测量系统就会有直流光平和电平零飘的弊端，受到外界环境所约束，若激光束强度发生变化时，干涉条纹的条纹的平均光强的变化也会很大，从而导致测量的偏差，而这种无规则的变化又难以通过自动调整来补偿。

因此单频的激光干涉仪抗的缺点就是其抗干扰能力差，只能在恒温防震的条件下使用。

为了克服这一缺点，可以在干涉仪信号中引入一定频率的载波，使被测信号通过载波来传递，就能够采用交流放大，避免外界干扰造成的直流电平漂移。

利用这种技术设计的干涉仪称为外差式激光干涉仪。

现在普遍采用的双频激光干涉仪就是在单频激光干涉仪基础上发展的一种外差式激光干涉仪。

2 激光干涉测量系统的误差分析一般来说影响测量结果的误差主要有以下几点：激光干涉仪自身固有的系统误差；安装过程和测量过程中产生的阿贝误差和余弦误差；测量环境的变化而导致的环境误差。

6大激光干涉仪影响因素在数控机床位置准确度检测中，激光干涉仪是最常用的仪器。

但影响测量准确度的因素较多，在测量过程中必须加以考虑，并应采取措施减少或消除影响因素。

一、环境因素的影响1.影响因素下面所列任何一种环境参数的变化都会导致大约1μm的误差:(1)空气温度:1℃(2)空气压力:0.3kPa(3)相对湿度:30%特别是振动对测量的影响是非常大的，振动可能导致测量数据的分散，明显影响重复性的测量。

甚至可能使测量无法正常进行下去。

2.减少及消除的方法(1)测量尽量在恒温车间进行，以保持环境温度的相对稳定。

(2)在环境参数偏离标准条件时，可使用EC10环境补偿单元对温度、压力、湿度进行自动补偿，可使上述(温度、压力、湿度)误差减少到±1.1μm。

(3)尽量关掉车间的照明灯和机床上的工作灯，以减少热源。

(4)在夏季，为了减少激光器的发热，可用电风扇对其进行散热和降温，以延长激光器的使用时间。

(5)在测量时，应尽量避免车间各种振动的产生，如机床、行车等。

在必要时，可在下班或晚上比较安静的环境下测量。

同时，应将反射镜和干涉镜分别安装在刀具/中滑板位置和床身位置上，激光器安装在尽量靠近机床的位置，使用尽可能短的加长安装附件来固定光学元件，以减少机床振动产生的影响。

二、机器表面温度的影响1.影响因素机器温度偏离20℃时，由于使用的材料温度传感器的测量准确度及输入机器热膨胀系数不正确的影响，对测量准确度也会产生影响。

当材料温度传感器的准确度为±0.1℃，热膨胀系数为10μm/℃时，产生的测量误差为±1.0μm；若输入不正确的机器热膨胀系数会使准确度变化为10μm，甚至更多。

2.减少及消除的方法由上看出，热膨胀系数是一个重要的误差来源，因此应该注意确保输入正确的数值，必要时，可向机器供应商进行咨询。

三、死程误差的影响1.影响因素死程是在使用EC10自动补偿的方式进行位置准确度测量中随环境参数的变化而产生的一种误差。

激光光栅干涉仪的精度分析与应用激光光栅干涉仪是一种利用激光干涉原理测量长度和表面形貌的高精度测量仪器。

它由光栅、反射镜、光学镜片、激光器、探测器等组成。

激光光栅干涉仪具有精度高、分辨率高、准确性高等特点，因此广泛应用于工业制造、物理学、天文学、地学、生物学等领域。

激光光栅干涉仪的原理是光的干涉原理。

当两束光线相遇，会产生互相干涉的现象。

当两束光线相干时，它们叠加在一起，发生干涉现象。

干涉现象的强度取决于两束光线的相位差。

当两束光线的相位差为整数个波长时，它们相长干涉，强度最大；当相位差为半个波长时，它们相消干涉，强度为零。

激光光栅干涉仪利用这种干涉原理来测量长度和表面形貌。

激光光栅干涉仪的光学系统中包括一个发射器、一对反射镜和一个接收器。

发射器产生的激光经过反射镜反射后，被分成两束光线，其中一束通过一物体表面时，被反射回来，与另一束相遇，产生干涉现象。

这个干涉现象被接收器检测，通过检测光强度的变化，从而得到试件表面的特征。

激光光栅干涉仪的精度取决于多个因素。

其中最主要的因素是光的波长。

光的波长越短，光栅刻线数越高，干涉仪的分辨率和精度就越高。

例如，一种波长为632.8纳米的激光干涉仪，其测量光栅刻线数为1200线/毫米，当两条干涉线重叠时，分辨率可达到1/2400个波长，对应的长度分辨率约为84纳米，能够满足大量应用的要求。

除了光的波长之外，激光光栅干涉仪的精度还受到其他因素的影响。

例如，干涉仪的朝向、温度、干涉纹宽度、稳定性、观察距离、光透过度等，都可能影响测量的准确性。

因此，在进行精密测量时，需要进行有效的校准和控制，并采取一系列的操作规程和技术措施，以确保测量的准确性和可靠性。

激光光栅干涉仪广泛应用于工业制造和科研领域。

在制造领域中，它被用来测量机床、工业仪器、汽车发动机、飞机发动机等各种零部件的形态、尺寸、平整度等，确保产品质量的合格。

在科研领域中，它被用来测量光学元件的表面形貌和光学性能，例如反射镜、透镜、光栅等，以支持天文学、物理学、生物学等学科领域的研究。

准分子激光干涉仪稳定性分析与优化准分子激光干涉仪是一种常用的精密测量设备，用于测量长度和位移的变化。

准分子激光干涉仪的稳定性对于测量结果的准确性和可靠性至关重要。

本文将对准分子激光干涉仪的稳定性进行分析，并提出优化方案，以提高其稳定性和测量精度。

首先，准分子激光干涉仪的稳定性受到多个因素的影响。

首要的是光源的稳定性。

光源的频率稳定性直接影响到激光干涉仪的测量精度。

为了提高光源的稳定性，可以选择具有高稳定性的激光器，并使用温度控制和反馈控制技术来维持激光器的恒定工作温度。

此外，还可以使用特殊的光纤调制器来提高光源的频率稳定性。

其次，光路的稳定性也是影响准分子激光干涉仪稳定性的重要因素。

准分子激光干涉仪中的光路包括反射镜、分束器、光束合并点等。

这些光学元件的稳定性直接影响到干涉信号的质量。

为了提高光路的稳定性，可以选择高质量的光学元件，并进行精确的定位和固定。

此外，适当的防振措施也是必要的，可以使用减震台或者隔振支架来减少外界振动对光路的影响。

除了光源和光路，环境因素也会对准分子激光干涉仪的稳定性产生影响。

温度、湿度、气压等环境参数的变化都可能导致干涉信号的漂移。

为了提高稳定性，可以选择一个稳定的工作环境，并采取适当的措施来控制环境参数的变化。

例如，使用温度恒定器或者湿度控制器来维持稳定的工作环境。

此外，噪声也是影响准分子激光干涉仪稳定性的重要因素之一。

噪声来自于光源、光路以及传感器等部分。

为了降低噪声的影响，可以采取一系列措施，如提高光源的稳定性、优化光路设计以及使用低噪声传感器等。

针对以上因素，可以采取一系列优化方案来提高准分子激光干涉仪的稳定性。

首先，选择高稳定性的光源，并使用温度控制和反馈控制技术来维持光源的恒定工作温度。

其次，选择高质量的光学元件，并进行精确的定位和固定。

同时，采取适当的防振措施来减少外界振动对光路的影响。

此外，选择一个稳定的工作环境，并采取控制环境参数变化的措施来保持稳定性。