一种非接触高精度平面高度差检测方法
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白光干涉条纹测粗糙度的方法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文介绍了一种使用白光干涉条纹测量粗糙度的方法。
粗糙度是物体表面不规则度的度量,对于众多工程应用具有重要意义。
白光干涉条纹测量方法通过利用光的干涉现象来获取目标表面的粗糙度信息,具有非接触、快速、高精度等优势。
本文根据该方法的理论背景和实验原理进行了详细探讨,并描述了相关数据处理方法。
1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、白光干涉条纹测粗糙度方法、实验设计与步骤、结果与讨论以及结论。
首先在引言部分简要介绍了本文研究的背景和概况;其次,在第二部分中详细讨论了白光干涉条纹测量粗糙度的理论基础以及实验原理;接下来,在第三部分中列举了所用的实验材料和仪器,并描述了实验设计和操作步骤;然后,在第四部分中展示了实验结果并对其进行评估与讨论;最后在结论部分对本文的主要发现和观点进行总结,并展望未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在介绍白光干涉条纹测量粗糙度的方法,向读者提供一种可行的测量手段。
通过对方法的概述说明和解释,读者可以深入了解该方法的原理和数据处理过程。
此外,本文还旨在探讨该方法的优势、适用范围和局限性,以及未来可能的改进方向。
通过阅读本文,读者将对白光干涉条纹测量粗糙度有一个全面而清晰的了解,为相关领域的研究和应用提供参考。
2. 白光干涉条纹测粗糙度方法2.1 理论背景白光干涉条纹测粗糙度方法是一种基于干涉现象的非接触式表面测量技术。
当白光照射到具有不同高度或粗糙性的物体表面时,会产生干涉条纹。
通过分析这些条纹,可以得出物体表面的粗糙度信息。
在白光干涉中,由于光的干涉现象,存在相位差引起的明暗交替条纹。
当两束入射光波经过不同路径传播后再次重合时,它们会发生相位差。
这种相位差会导致不同颜色的光被衍射出来,并形成明暗交替的条纹。
2.2 实验原理白光干涉条纹测粗糙度方法利用了两束单色连续谱波在空间上的相互作用。
首先,将一束平行光对准待测物体表面,并使其入射到反射镜上。
激光镭射测径仪什么是激光镭射测径仪?激光镭射测径仪,简称激光测径仪,是一种利用激光测量物体直径、半径、高度等参数的仪器。
它通常由激光发射器、光电探测器、信号处理器等组成,能够测量非接触、快速、高精度的物体尺寸和位置信息。
激光测径仪的工作原理激光测径仪的工作原理是利用激光束穿过物体表面,并检测反射回来的光信号时间差,从而计算出物体表面到仪器距离,从而推算出物体直径、半径、高度等参数。
具体来说,激光发射器发出一束激光,该激光经过透镜成为平行光束,射向待测物体表面。
物体表面反射的激光信号回到激光测径仪的接收器上,接收器把接收到的信号传送给信号处理器。
信号处理器把激光从发射到接收的时间差转换成物体表面到激光测径仪距离,并推算出物体直径、半径、高度等参数,最终输出测量结果。
激光测径仪的优点相比传统的物体测量方式,激光测径仪具有以下优点:非接触测量激光测径仪采用非接触的测量方式,无需接触物体表面,完全消除了传感器造成的物理测量误差,同时避免了测量过程对物体造成损伤或污染的情况。
高精度测量激光测径仪采用高精度的光电探测器和信号处理器,能够实现微米级别的测量精度和高速测量。
适用广泛激光测径仪适用于各种形状、材质的物体,无论是硬质还是软质材料,都能够进行高精度测量。
同时,它还能够实现在线测量、高速测量和自动化测量。
激光测径仪的应用激光测径仪广泛应用于工业、制造业、石油、航空、军事等领域。
以下是几个典型的应用场景:汽车零部件尺寸测量激光测径仪可以用于测量汽车零部件的直径、半径、角度、平面度、圆度等参数,从而保证了零部件的质量和精度。
轮毂直径测量激光测径仪可以用于轮毂直径和轮缘高度的测量,确保轮毂的尺寸符合设计要求。
管道内壁厚度测量激光测径仪还可以用于测量管道内壁厚度,例如石油钻井行业中的井身管道壁厚测量。
结语激光测径仪作为一种高精度、快速、非接触的测量技术,在各个领域都有着广泛的应用。
尽管它价格相对较高,但它的高精度和高效性使它成为现代制造和生产环境中不可缺少的测量工具。
平面度测量方法平面度是指一个物体表面与一个理想平面之间的最大间隙或最大偏离量。
在工程领域中,平面度是一个非常重要的参数,它直接影响到零件的装配质量和工作性能。
因此,正确、准确地测量物体的平面度是非常必要的。
下面将介绍几种常用的平面度测量方法。
首先,最常见的平面度测量方法是使用平面度测量仪。
平面度测量仪是一种专门用于测量工件平面度的仪器,它通过测量工件表面各个点的高度,然后计算出最大偏离量来表征工件的平面度。
使用平面度测量仪可以快速、准确地测量出工件的平面度,是工业生产中常用的一种方法。
其次,还可以使用投影仪进行平面度测量。
投影仪可以将工件的轮廓投影到屏幕上,通过对比工件轮廓与理想平面的差异来判断工件的平面度。
这种方法适用于一些较大尺寸的工件,可以直观地显示工件的平面度情况,但是需要注意投影仪的精度和校准。
另外,还可以使用平面度测量块进行测量。
平面度测量块是一种精度很高的测量工具,通过将测量块与被测工件接触,然后观察测量块与工件接触面的间隙来判断工件的平面度。
这种方法适用于一些小尺寸、高精度的工件,可以获得非常精确的平面度测量结果。
最后,还可以使用光栅平面度测量仪进行测量。
光栅平面度测量仪是一种高精度、非接触式的测量仪器,通过测量工件表面反射的光栅来获取工件表面的形貌信息,从而判断工件的平面度。
这种方法适用于一些对测量精度要求很高的工件,可以获得非常精确的平面度测量结果。
综上所述,平面度是工程中一个非常重要的参数,正确、准确地测量工件的平面度对于保证工件质量和性能至关重要。
常用的平面度测量方法包括平面度测量仪、投影仪、平面度测量块和光栅平面度测量仪,每种方法都有其适用的范围和精度要求。
在实际工程中,需要根据具体的工件特点和测量要求来选择合适的平面度测量方法,以确保获得准确可靠的测量结果。
液体静力水准1.引言液体静力水准是一种高精度的测量方法,常用于测量和监控大范围的地形、建筑和工程结构的微小变化。
它是一种非接触式测量技术,主要利用连通管原理,通过测量液体的位移来反映被测物体的变化。
在本文中,我们将深入探讨液体静力水准的原理、测量方法、测量仪器、在工程中的应用、误差分析以及未来发展。
2.液体静力水准的原理液体静力水准的原理基于连通管原理,即两个相连接的容器内液体的液面高度相同。
当被测物体发生微小变化时,液体的位移将反映这种变化。
在液体静力水准测量中,通常将一个或多个精确的水准器放置在基准点上,而将另一个或多个可移动的水准器放置在被测物体上。
通过测量这些水准器的液面高度,可以确定被测物体的微小变化。
3.液体静力水准的测量方法液体静力水准的测量方法包括以下步骤:(1)选择合适的基准点和被测物体,并放置水准器;(2)读取基准点和被测物体上水准器的液面高度;(3)在一段时间后,再次读取这些水准器的液面高度;(4)比较这两次读数,以确定被测物体的微小变化。
4.液体静力水准的测量仪器液体静力水准的测量仪器包括高精度的玻璃或塑料水准器、读数设备和适当的泵或重力供水系统。
这些设备必须满足精度要求,并且必须对温度和其他环境因素进行控制。
5.液体静力水准在工程中的应用液体静力水准在许多工程领域都有广泛的应用,例如:(1)地形测量:用于监测地面沉降和隆起;(2)建筑监测:用于监测建筑物的微小变形和结构健康;(3)地下水监测:用于监测地下水位的变化;(4)桥梁监测:用于监测桥梁的微小变形和结构健康。
6.液体静力水准的误差分析液体静力水准的误差可能来自多个因素,包括温度变化、泵或重力供水系统的误差、读数设备的误差以及被测物体的不规则形状等。
为了减小误差,可以采取以下措施:(1)使用高精度的设备;(2)控制环境因素;(3)选择合适的测量方法和仪器组合;(4)进行重复测量以获得更准确的结果。
7.液体静力水准的未来发展随着技术的不断进步,液体静力水准也在不断发展。
乔纳福尔肯测量过程乔纳福尔肯测量的原理是利用光学干涉的原理来测量物体的尺寸和形状。
其基本原理是通过干涉现象来测定物体表面的高度差异,从而得到物体表面的形貌信息。
这种方法是一种非接触式的测量技术,能够实现对微小尺寸的物体进行高精度测量。
乔纳福尔肯测量的装置主要由激光光源、分束镜、反射镜、透镜、干涉仪等光学元件组成。
通过激光光源发射出的光束经过分束镜分成两路光束,一路经过透镜聚焦到待测物体表面,另一路通过反射镜反射到干涉仪中。
当经过透镜的光束照射到物体表面后,会产生干涉现象,形成干涉条纹。
这些干涉条纹的形状和间距与物体表面高度的变化有关,通过分析干涉条纹的变化,可以计算出物体表面的高度差异,从而实现对物体尺寸和形状的精确测量。
乔纳福尔肯测量是一种非常精密的测量方法,可以实现对物体表面微小尺寸的高精度测量。
它广泛应用于工业生产、科学研究和医学诊断领域。
在工业生产中,乔纳福尔肯测量常用于对精密零部件的尺寸和形状进行检测和质量控制。
在科学研究中,乔纳福尔肯测量被用于对微小结构和表面形貌进行研究。
在医学诊断中,乔纳福尔肯测量可以用于检测人体组织的变化和病变,提供重要的诊断信息。
乔纳福尔肯测量的优点是具有高精度、高灵敏度和非接触式的测量特性,可以实现对微小尺寸和形状的测量。
然而,乔纳福尔肯测量也存在一些局限性,如对被测物体的表面光滑度有一定要求,对环境光干扰较为敏感等问题。
因此在实际应用中需要注意克服这些限制,确保测量结果的准确性和可靠性。
总的来说,乔纳福尔肯测量是一种重要的精密测量方法,具有广泛的应用前景和潜力。
通过不断的技术改进和应用实践,乔纳福尔肯测量将进一步发展和完善,为科学研究和工业生产提供更加精确和可靠的测量手段。
玻璃平整度检测方法玻璃平整度检测方法是检验玻璃表面平整度的一种常用方法。
平整度是指玻璃表面平坦程度的指标,其高低凹凸与平均值的差异程度即为平整度。
玻璃平整度对于玻璃产品的检验具有重要意义,因为平整度的好坏可直接影响玻璃产品的外观和质量。
下面是关于玻璃平整度检测方法的10条重要内容,并对其进行详细描述。
1. 用高分辨率数字显微镜检查玻璃表面的凹凸变化。
显微镜具有高清晰度、高放大倍率和便于操作的特点,使其成为检测玻璃平整度的一种有效方法。
针对不同的凹凸变化情况,可以选择不同放大倍率的显微镜,以确定玻璃表面的平整度。
2. 应用光学三坐标测量仪检测玻璃表面的变形。
光学三坐标测量仪可精确地测量玻璃表面的形状和尺寸,其高度精度和稳定性可保证测量结果的准确性。
3. 利用激光干涉仪检测玻璃表面的平坦度。
激光干涉仪可测量干涉条纹的变化,从而获得玻璃表面的高低差异,其高精度和非接触的测量方式特别适合检测平整度较高的玻璃产品。
4. 使用白光干涉仪和相机测量玻璃表面的平坦度。
白光干涉仪可以将玻璃表面的高低变化转化为光强分布图像,通过相机拍摄,从而得到玻璃表面的平整度。
这种方法可用于不同类型和尺寸的玻璃产品。
5. 通过自适应聚焦激光扫描显微镜检测玻璃表面的平坦度。
该方法使用扫描显微镜,通过激光聚焦技术来测量玻璃表面的平整度。
这种方法适用于不同的材料,具有高精度和高速度的优点。
6. 采用欧拉光照散斑法测量玻璃表面的平坦度。
欧拉光照散斑法是通过光散斑图来求取玻璃表面形状的一种方法,通过光散斑的像质量来评价平坦度的好坏。
7. 使用数字扫描量规测量玻璃表面的平坦度。
数字扫描量规可以按照经典光学测量原理,采集表面轮廓的图像数据,并计算出玻璃表面的平均高度和平均凹凸度。
该方法速度快,并且可以精确地测量玻璃平整度。
8. 采用形貌分析仪测量玻璃表面的平坦度。
形貌分析仪是一种三维形貌分析系统,可用于测量纳米尺度的表面形貌。
通过该方法可以精确地测量玻璃表面的凹凸变化。
超声波测高原理
超声波测高是一种非接触式的测量方法,利用超声波在空气中传播的特性来实现对物体高度的测量。
原理基于声波在传播过程中的特性,即声波在各种介质中传播速度不同,通过测量声波传播的时间来计算物体的高度。
超声波测高系统通常由超声波发射器和接收器两部分组成。
发射器会发出一个超声波脉冲信号,该信号经过介质传播到目标物体并被物体表面反射回来。
接收器会接收到反射回来的声波信号,并测量从发射到接收的时间差。
使用了高频的超声波信号,因此在短时间内可以进行多次测量,提高了测量的准确性和响应速度。
系统会利用已知的声速和传播时间,通过简单的计算,得出物体到传感器之间的距离,进而计算出物体的高度。
超声波测高具有许多优点,例如非接触式测量、高精度、快速响应等。
它在各种工业领域广泛应用,比如物料位控制、液位测量、堆场测距等。
同时,它也存在一些局限性,比如对介质的要求较高,遇到吸音材料或者多个物体测量时会有一定的影响。
总而言之,超声波测高是一种基于声波传播时间的测量方法,通过测量声波传播的时间差来计算物体的高度,具有广泛的应用领域和许多优点。
第7期刘力双,吕乃光等:一种非接触高精度平面高度差检测方法1645
板面积S和介电常数e成正比.当电容传感器的极板间距、面积或介质发生变化时,电容也会发生变化.近年来随着电子技术的发展,电容传感器产品不断在科研、生产中得到应用[1书],传感器的精度和稳定性也在不断提高[7。
9].电容传感器具有结构简单、分辨率高和可实现非接触式测量等优点.电容传感器本身也有其明显的缺点,量程小、被测物必须为导体,测量容易受外界环境干扰,随着温度、湿度等外界环境的变化传感器的输出会有一定的漂移.
2平面高度差测量原理
2.1基本原理
两个平面之间距离的非接触测量,如果采用光学方法,必须进行多点测量,测量过程复杂且对被测平面的光学特性要求严格.由于电容传感器的测量本身具有面平均效应,所以使用电容传感器测量平面位置比较合适.平面高度差测量仪器采用了五个电容传感器进行组合测量,测头结构如图2所示,将5套电容传感器安装在同一平面上,五个电容传感器首先调整在同一平面上,如图2所示,四个传感器围绕中心传感器作等距分布.用中心电容传感器C5对工件中心距离进行测量,其它电容传感器对工件外围表面进行测量,测量原理如图3所示.
图2电容传感器分布图
图3平面高度差测量原理
由于工件的中心部分为光学镜面不导电,而电容传感器要求被测面为导体,所以在光学镜面上放置一精密加工且厚度经过精密检定的金属标准块作为电容的电极;由于电容测微仪的量程有限,且具有一定的非线性,所以标准块的厚度选择与被测高度差D相近.由于五个电容传感器处于相同的测量环境中,对环境的敏感是同向的,即环境温度、湿度等的变化引起传感器数据一起变大或变小.这样利用多传感器组合测量,由于测量结果是中心传感器数据与四周传感器数据平均值的差值,从而抵消了单一传感器数据的漂移,提高了测量的稳定性.理想情况下,当调整仪器测头所在平面与金属上表面(基准面)平行时,传感器分别测得距离为d·~ds,则此时平面高度差:
D:识一鱼j』生丰旦世+d(2)
4
2.2传感器共面性调整
上述测量方法中,五个电容传感器调节至同一平面是实现测量的关键.调整时不能采用接触式调整法,即将五个传感器平面同时搁置在平板上调整共面.实际调整过程中接触式调整会有较大的接触力,调整过程时,根本无法掌握测头与测量面的接触情况,而且容易发生倾斜,即使五个传感器同时接触上仍然无法保证传感器在同一平面上,因而接触式调整方法不可取.
本文利用电容传感器非接触测量的特性设计了共面调整方法,调整示意图如图4所示.制作一块专用标准平板,经过计量院检定,平面度1肚m.因为电容传感器的测量是利用极板间的整体有效面积,是一种平均效应测量法,因而该平板可视为绝对平板,即高度差为零.利用三个等厚块规,厚度约4mm,垫在乎板与测头之间,这样使得单个传感器有效面所在平面就都与标准平面平行,此时只需调节安装传感器的调节螺钉,调节传感器的上下位置,调节过程中计算机采集传感器的输出数据,通过标定好的系数换算出传感器与标准面之间的距离,当五个传感器距离相等时(实际调节过程中根据传感器的测量范围该距离选取为1.4mm),便说明五个电容传感器测头处于同一平面上.
图4传感器共面性调整示意图
2.3测量时测头与基准面平行的调整
根据测量原理,除了传感器本身要安装在同一平面上,测量时还必须使得传感器测头所在平面与被测
基准面(本工件为金属上表面)保持平行,并且两平面
第7期刘力双,吕乃光等:一种非接触高精度平面高度差检测方法1647
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刘力双(1981一),男,黑龙江省青冈县人,
博士,北京机械工业学院电子信息工程
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一种非接触高精度平面高度差检测方法
作者:刘力双, 吕乃光, 孙双花, 王宝光, LIU Li-shuang, LV Nai-guang, SUN Shuang-hua, WANG Bao-guang
作者单位:刘力双,吕乃光,LIU Li-shuang,LV Nai-guang(北京机械工业学院电子信息工程系,北京,100085), 孙双花,王宝光,SUN Shuang-hua,WANG Bao-guang(天津大学精密测试技术与仪
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刊名:
传感技术学报
英文刊名:CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
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本文链接:/Periodical_cgjsxb200707043.aspx。