激光干涉仪相关基础知识
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激光干涉仪原理及应用
激光干涉仪是一种利用激光光束干涉现象进行测量和检测的仪器。
它利用激光的单色性、相干性和定向性等特点,通过激光光束的干涉现象来测量光线的相位和波前差,从而达到测量目的。
激光干涉仪的原理和应用都具有重要的科学研究价值和实际应用意义。
激光干涉仪的原理可以简单描述为:两束激光光束通过分束器分开,分别在一边经过样品(或目标物)后再次合并在一起,然后通过干涉物后进入光电探测器进行信号采集。
当两束光经过样品后的相位有差异时,就会产生干涉,形成干涉条纹。
通过观察和分析干涉条纹的变化,可以得到样品的相关信息,如形状、厚度、折射率等。
激光干涉仪的原理中,常见的有两种干涉方式,即自由空间干涉和光纤干涉。
自由空间干涉指的是激光光束在空气中进行干涉,可用于测量样品的曲率、平面度、倾斜度等参数。
而光纤干涉则是将激光光束传输到光纤中进行干涉,可用于对光纤的插入损耗、光纤传输的延迟等进行测量。
激光干涉仪的应用非常广泛。
首先,在科学研究中,激光干涉仪可用于测量光学元件的表面形貌,如透镜、棱镜等,以及光学薄膜的厚度和折射率。
其次,激光干涉仪在工业领域中也得到广泛应用,如测量金属工件的平面度、光滑度等,以及检测半导体器件的曲率、形状等。
此外,激光干涉仪还可用于测量纳米颗粒、生物细胞和薄膜等微小尺度的物体,应用于生物医学领域,如细胞生长的监测、精确测量等。
总之,激光干涉仪作为一种精密测量和检测仪器,在科学研究和工业应用中具有重要意义。
其原理的理解和应用的熟练掌握可推动光学测量和微纳技术的发展,为实现精确测量和控制提供基础和技术支持。
激光干涉仪原理
激光干涉仪是一种利用激光干涉现象进行测量的仪器。
其原理基于激光的相干性,通过将激光分成两束并使其相互干涉,从而获得待测物体的形状、尺寸等信息。
激光干涉仪由激光源、分束器、反射镜、检测器等主要组成。
激光源产生高强度、单色、相干性极好的激光束。
通过分束器,激光束被分成两束:参考光束和测量光束。
参考光束经过反射镜,反射回检测器。
测量光束则经过一系列光学元件,照射到待测物体上并反射回检测器。
在检测器上,参考光束和测量光束会发生干涉现象。
干涉引起的光强变化将被转换为电信号。
通过处理检测器输出的电信号,我们可以得到待测物体的干涉图样,从而获得其形状、尺寸等信息。
由于激光干涉仪具有高精度、高灵敏度等优点,在工业制造、光学测量等领域得到广泛应用。
需要注意的是,在激光干涉仪中,要确保激光束的相干性,以保证干涉现象的有效发生。
因此,在仪器的设计和操作中,要考虑消除外界干扰、控制光程差等因素,以提高测量的准确性和可重复性。
双频激光干涉仪原理双频激光干涉仪是一种利用激光干涉原理来测量光程差的精密光学仪器。
它通过将两束具有不同频率的激光束进行干涉,利用干涉条纹的移动来测量被测量物体的位移、形变等参数。
双频激光干涉仪具有测量精度高、非接触测量、适用于动态测量等优点,因此在工程测量、材料科学、生物医学等领域得到了广泛的应用。
双频激光干涉仪的原理是基于激光的干涉现象。
激光是一种具有高相干性和定向性的光,它的频率稳定、波长单一。
在双频激光干涉仪中,通常使用两束具有微小频率差的激光束进行干涉。
这两束激光束经过分束器分成两路,分别通过不同的光路传播,然后再经过反射镜反射回来。
当这两束激光束重新合并时,由于它们的频率略有不同,会产生干涉现象。
通过控制其中一束激光的光程差,可以观察到干涉条纹的移动,从而实现对光程差的测量。
双频激光干涉仪的工作原理可以简单描述为,首先,激光器产生出两束具有微小频率差的激光束;然后,这两束激光束经过分束器分成两路,分别通过不同的光路传播;接着,它们再经过反射镜反射回来,重新合并时产生干涉现象;最后,通过控制其中一束激光的光程差,观察干涉条纹的移动,从而实现对光程差的测量。
双频激光干涉仪的测量精度主要取决于激光的频率稳定性和光程差的测量精度。
激光的频率稳定性越高,测量精度越高;光程差的测量精度越高,测量精度也越高。
因此,双频激光干涉仪在实际应用中需要保证激光器的频率稳定性,并采用高精度的光路控制和检测系统。
双频激光干涉仪在工程测量中有着广泛的应用,例如在微米级位移测量、表面形貌测量、振动分析等方面发挥着重要作用。
同时,在材料科学、生物医学等领域也有着重要的应用价值,例如在材料的动态变形分析、生物细胞的形变测量等方面具有很高的潜在应用前景。
总之,双频激光干涉仪作为一种精密光学测量仪器,具有测量精度高、非接触测量、适用于动态测量等优点,因此在工程测量、材料科学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
通过深入理解其原理和特点,可以更好地发挥其在各个领域的应用价值。
双频激光干涉仪工作原理激光干涉仪是一种高精度的测量仪器,广泛应用于工业、科研等领域。
其中,双频激光干涉仪是一种常见的激光干涉仪,其工作原理是利用激光的干涉现象进行测量。
下面将详细介绍双频激光干涉仪的工作原理。
一、激光干涉仪的基本原理激光干涉仪是利用激光的干涉现象进行测量的仪器。
激光是一种具有高度相干性的光源,当两束激光相遇时,它们会发生干涉现象。
干涉现象是指两束光波相遇时,它们的振幅会相互叠加或相互抵消,从而形成明暗相间的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和数量,可以得到被测物体的形态和尺寸等信息。
二、双频激光干涉仪的工作原理双频激光干涉仪是一种利用双频激光进行测量的干涉仪。
其工作原理是将激光分成两束,分别经过两个不同的光路,然后再将它们合并在一起。
由于两束激光的频率不同,它们在合并时会发生干涉现象,形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和数量,可以得到被测物体的形态和尺寸等信息。
三、双频激光干涉仪的具体实现双频激光干涉仪的具体实现是将激光分成两束,分别经过两个不同的光路,然后再将它们合并在一起。
其中,一束激光经过一个可调谐的光学器件,如光栅或波长分复用器,使其频率发生变化。
另一束激光则不经过光学器件,频率保持不变。
两束激光再经过一个分束器,将它们分成两束,分别经过两个不同的光路。
其中一条光路是参考光路,另一条光路是测量光路。
参考光路中的激光束与测量光路中的激光束在被测物体上发生干涉,形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和数量,可以得到被测物体的形态和尺寸等信息。
四、双频激光干涉仪的应用双频激光干涉仪广泛应用于工业、科研等领域。
在工业领域,它可以用于测量机械零件的尺寸、形态等信息,以及检测机械零件的表面质量。
在科研领域,它可以用于测量微小物体的形态和尺寸等信息,以及研究光学干涉现象等。
总之,双频激光干涉仪是一种利用激光的干涉现象进行测量的高精度仪器。
其工作原理是将激光分成两束,分别经过两个不同的光路,然后再将它们合并在一起。
双频激光干涉仪原理双频激光干涉仪是一种利用激光干涉原理进行测量的仪器,它可以实现高精度的长度测量和位移测量。
在实际工程应用中具有广泛的用途,比如在精密加工、光学制造、半导体制造等领域都有着重要的作用。
本文将详细介绍双频激光干涉仪的原理及其应用。
双频激光干涉仪利用激光的干涉现象来实现测量,其原理是利用两束频率略有差异的激光光束进行干涉,通过测量干涉条纹的位移来实现长度或位移的测量。
在双频激光干涉仪中,一束激光经过分束器分成两束,分别通过不同的光路传播,然后再通过合束器合成一束光,这两束光的频率略有差异,形成了干涉条纹。
当被测量的长度或位移发生变化时,干涉条纹会产生位移,通过测量干涉条纹的位移就可以得到被测量的长度或位移值。
双频激光干涉仪的原理非常简单,但是在实际应用中需要考虑到一些影响测量精度的因素。
首先是激光的频率稳定性,激光的频率稳定性直接影响到干涉条纹的稳定性,从而影响到测量的精度。
其次是光路的稳定性,光路的稳定性对于保持干涉条纹的清晰度和稳定性非常重要。
另外,还需要考虑到环境因素对测量的影响,比如温度、湿度等因素都会对激光的传播和干涉条纹产生影响,因此需要在实际应用中进行相应的补偿和校正。
双频激光干涉仪在工程应用中有着广泛的用途,比如在精密加工中可以用于测量加工件的尺寸和形位公差,保证加工件的精度要求。
在光学制造中可以用于测量光学元件的表面形貌和表面粗糙度,保证光学元件的质量。
在半导体制造中可以用于测量半导体器件的尺寸和位置,保证器件的性能和可靠性。
另外,在科学研究领域也有着重要的应用,比如在激光干涉测量、光学成像等方面都有着重要的作用。
总之,双频激光干涉仪作为一种高精度的测量仪器,在工程应用中具有着广泛的用途。
通过对其原理的深入理解和对影响测量精度的因素的控制,可以实现高精度的长度和位移测量,为工程实践和科学研究提供重要的支持。
希望本文能够对双频激光干涉仪的原理和应用有所帮助,同时也希望读者能够在实际应用中充分发挥其优势,取得更好的测量效果。
激光干涉仪的使用教程激光干涉仪是一种常见的光学测量装置,可以用于测量物体的长度、形状和表面的平整度等。
本文将介绍激光干涉仪的基本使用方法,帮助读者快速掌握这一技术。
一、仪器准备在使用激光干涉仪之前,我们首先需要准备好所需的仪器和材料。
激光干涉仪主要由激光发生器、光学平台、干涉装置和探测器等组成。
确认这些仪器和材料完好无损,并确保仪器的稳定性和准确性。
二、调整仪器使用激光干涉仪之前,我们需要对仪器进行调整,以确保其正常工作。
首先,将激光发生器插入电源,打开电源开关。
仪器启动后,等待一段时间,使激光充分发挥作用。
然后,通过调整光学平台和干涉装置的位置,使激光光束垂直射向目标物体。
三、设定测量参数在激光干涉仪的使用过程中,我们需要设定一些测量参数,以获得所需的测量结果。
这些参数包括光程差、相位移、干涉图的放大倍数等。
根据实际测量需要,选择合适的参数,并进行相应的设置。
四、开始测量一切准备就绪后,我们可以开始进行实际的测量工作了。
在进行测量前,确保测量环境稳定,并尽量减小外界干扰。
然后,将待测物体放置在光学平台上,并调整激光光束的位置和角度,使其能够覆盖待测物体的整个表面。
五、记录数据在进行测量过程中,我们应该及时记录测量结果和数据。
可以使用计算机或其他记录设备,将测量结果保存下来,以备后续分析和处理。
同时,应该对数据进行分析和统计,以获得更准确的测量结果。
六、数据处理在激光干涉仪的使用过程中,我们经常需要对测量数据进行处理和分析。
这包括数据的滤波、平均和曲线拟合等。
通过对数据进行处理,我们可以得到更加精确的测量结果,并获得更多有用的信息。
七、应用领域激光干涉仪具有广泛的应用领域。
它可以用于测量光学元件的表面形状、光学透明薄膜的厚度、机械零件的平整度和曲率等。
同时,激光干涉仪还可以用于光学几何测量、材料表面形貌分析和激光工艺等方面。
八、注意事项在使用激光干涉仪时,我们需要注意一些安全事项。
首先,激光光束对眼睛有一定的伤害,使用过程中应戴上适当的防护眼镜。
激光干涉仪测量原理激光干涉仪是一种基于干涉原理的测量仪器,主要用于测量长度、角度和平面度等。
它通过利用激光的干涉现象,实现高精度测量。
激光干涉仪有多种类型,包括腔长度干涉仪、双光束干涉仪和多光束干涉仪等。
激光干涉仪的原理基于干涉现象,即光的波动性质,当两束光线相遇时,在空间中形成干涉图案。
这个干涉图案的形状和光线的相位差有关,而相位差又与参考光线和测量光线的路径差有关。
在激光干涉仪中,激光器产生的强度稳定且单色的激光通过分束器被分成两束光线,一束作为参考光线,另一束被引导到待测物体上,形成测量光线。
当测量光线经过待测物体反射或透射后再次与参考光线相遇时,两束光线会发生干涉现象。
干涉现象会产生干涉条纹,这些条纹反映了两束光线间的相位差,从而反映了待测物体上的形状、位移或折射率等信息。
为了更好地观察干涉条纹,激光干涉仪通常使用干涉仪,例如迈克尔逊干涉仪或菲涅尔干涉仪。
在迈克尔逊干涉仪中,参考光线和测量光线分别通过反射镜和半透镜被反射或透射,然后再次相遇形成干涉条纹。
在菲涅尔干涉仪中,参考光线和测量光线分别通过透镜和透明棱镜后再次相遇。
为了测量待测物体的形状、位移或折射率等信息,需要通过改变参考光线和测量光线的光程差来修改干涉图样。
常见的方法是通过改变光程差来改变干涉环的位置或数量。
光程差可以通过调整反射镜或透镜的位置来实现。
通过测量干涉条纹的位置和数量的变化,可以获得待测物体的形状或位移的信息。
激光干涉仪具有高精度、高分辨率和快速响应的特点,因此被广泛应用于各种测量领域。
例如,激光干涉仪可用于测量长度、角度和平面度等机械工件的精度。
它还可以用于光学元件的制造和表面形貌的测量。
此外,激光干涉仪还可以应用于光学实验、光学校准和科学研究等领域。
总之,激光干涉仪是一种基于干涉原理的精密测量仪器。
它通过利用激光的干涉现象来实现高精度测量,并广泛应用于各种测量领域。
激光干涉仪在工业界和科学研究领域具有重要的应用价值。
激光干涉仪原理和应用研究方案一、引言激光干涉仪是一种基于激光干涉原理的精密测量仪器,广泛应用于科学研究、工业生产和医疗诊断等领域。
本文将对激光干涉仪的原理进行介绍,并探讨其在应用研究中的潜在价值。
二、激光干涉仪原理1. 激光干涉原理激光干涉仪利用激光的相干性和干涉现象进行测量。
激光是一种特殊的光源,具有高度的单色性、方向性和相干性。
当两束相干激光束在特定条件下相遇时,它们会产生干涉现象。
干涉现象的出现是由于两束光的波长和相位差的关系导致的。
2. 光程差的测量激光干涉仪利用光程差的测量原理来实现测量目标的精密测量。
光程差是指两束光在传播过程中所经历的路径差。
通过调整其中一束光的光程,利用干涉现象的变化来测量目标的形状、表面粗糙度等参数。
三、激光干涉仪的应用研究方案1. 表面形貌测量激光干涉仪可以用于测量目标的表面形貌,包括平面度、曲率和倾斜度等参数。
通过测量光束的干涉图案,可以反推出目标表面的形状信息。
这在制造业中具有重要的应用价值,可以用于检测零件的加工精度和质量控制。
2. 薄膜厚度测量激光干涉仪可以用于测量薄膜的厚度。
薄膜是一种常见的材料,广泛应用于光学、电子等领域。
通过测量反射光的干涉图案,可以准确测量薄膜的厚度,从而评估薄膜的质量和性能。
3. 表面粗糙度测量激光干涉仪可以用于测量目标表面的粗糙度。
通过测量光束反射或透射后的干涉图案,可以评估目标表面的光滑程度和粗糙度。
这对于材料表面处理和质量控制具有重要意义。
4. 光学元件质量检测激光干涉仪可以用于检测光学元件的质量。
光学元件是光学系统中的关键部件,其质量直接影响到光学系统的性能。
通过测量光束的传播和干涉情况,可以评估光学元件的透明度、平整度和表面质量。
5. 生物医学应用激光干涉仪在生物医学领域也有广泛的应用。
例如,利用激光干涉仪可以测量人体组织的厚度变化,用于疾病的早期诊断和治疗监测。
此外,激光干涉仪还可以用于测量生物材料的力学性质,如弹性模量和变形程度等。
一.激光干涉仪概述激光干涉仪,以激光波长为已知长度,利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量工具。
SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。
通过激光热稳频控制技术,实现快速(5~10分钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出,采用不同的光学镜组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量,并且可以进行动态分析。
二.激光干涉仪工作原理激光器发射单一频率光束射入线性干涉镜,然后分成两道光束,一道光束(参考光束)射向连接分光镜的反射镜,而第二道透射光束(测量光束)则通过分光镜射入第二个反射镜,这两道光束再反射回到分光镜,重新汇聚之后返回激光器,其中会有一个探测器监控两道光束之间的干涉(见图)。
若光程差没有变化时,探测器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,探测器会在每一次光程变化时,在相长性和相消性干涉的两极之间找到变化信号,这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。
三.激光干涉仪功能SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。
通过与不同的光学组件结合,可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。
在相关软件的配合下,还可以对数控机床进行动态性能检测,可以进行机床振动测试与分析,滚珠丝杆的动态特性分析,驱动系统的响应特性分析,导轨的动态特性分析等,具有极高的精度和效率,为机床误差修正提供依据。
1.静态测量SJ6000激光干涉仪的系统具有模块化结构,可根据具体测量需求选择不同组件。
SJ6000基本线性测量配置:SJ6000全套系统:1.1. 线性测量1.1.1. 线性测量构建要进行线性测量,需使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上,这个组合装置就是“线性干涉镜”。
线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上,用它的反射光线形成激光光束的参考光路,另一束光入射到线性反射镜,通过线性反射镜的线性位移来实现线性测量。
如下图所示。
图1-线性测量构建图图2-水平轴线性测量样图图3-垂直轴线性测量样图1.1.2. 线性测量的应用1.1.2.1. 线性轴测量与分析激光干涉仪可用于精密机床、三坐标的定位精度、重复定位精度、微量位移精度的测量。
测量时在工作部件运动过程中自动采集并及时处理数据。
图4-激光干涉仪应用于机密机床校准图5-激光干涉仪应用于三坐标机校准SJ6000软件内置10项常用机床检验标准,自动采集完数据后根据所选标准自动计算出所需误差数据,为机床、三坐标的误差修正提供依据。
图8-数据采集界面图9-数据处理界面图10-数据分析曲线界面1.1.2.2. 高精度传感器校准利用激光干涉仪对位移传感器检定成为发展趋势,其特点是反应速度快、测量精度高。
图6-激光干涉仪应用于传感器校准1.1.2.3. 实验室标准器激光干涉仪是当今精度最高的测长仪器,因光波具有可以直接对米进行定义且容易溯源的特点,因此国家实验室多用激光干涉仪做实验室标准器,用于检验测长度仪器。
图7-激光干涉仪应用于实验室1.1.2.4. 小型光学镜组件对于光学镜重量或尺寸可能影响机器动态性能或光学镜安装遇到困难的应用场合,中图仪器提供的轻型镜组,直接吸附在测量设备上,最大限度降低干涉镜附件重量对机器测量的影响。
详见下图:图8-轻型镜组图9-轻型镜组测量测长机实例图10-轻型镜组用于螺纹机测量实例1.2. 角度测量1.2.1. 角度测量构建与线性测量原理一样,角度测量需要角度干涉镜和角度反射镜,并且角度反射镜和角度干涉镜必须有一个相对旋转。
相对旋转后,会导致角度测量的两束光的光程差发生变化,而光程差的变化会被SJ6000激光干涉仪探测器探测出来,由软件将线性位置的变化转换为角度的变化显示出来。
图11-角度测量原理及测量构建图12水平轴俯仰角度测量样图图13-2水平轴偏摆角度测量样图1.2.2. 角度测量的应用1.2.2.1. 小角度精密测量激光干涉仪角度镜能实现±10°以内的角度精密测量。
图14-小角度测量实例1.2.2.2. 准直平台/倾斜工作台的测量由于角度镜组的不同安装方式,其测量结果代表不同方向的角度值。
您可以结合实际需要进行安装、测量。
图15-水平方向角度测量图16-垂直方向角度测量在垂直方向的角度测量中,角度反射镜记录下导轨在不同位置时的角度值,可由软件分析导轨的直线度信息,实现角度镜组测量直线度功能。
1.3. 直线度测量1.3.1. 直线度测量构建SJ6000激光头射出后的激光由直线度干涉镜以一定的小角度分为两束,并入射到直线度反射镜中。
经直线度反射镜反射后,沿着新光路返回到直线度干涉镜中,经直线度干涉镜合束后返回激光头的进光口,由光电探测器、分析器完成计数和测量。
图17-直线度测量原理在直线度测量过程中,可以由直线度干涉镜或者直线度反射镜运动所产生相对于运动轴的横向移动来进行测量,一般尽可能的采用直线度干涉镜相对于直线度反射的运动,这样操作有利于提高测量的准确性和精度。
直线度测量可以对水平面和垂直面进行测量,这取决于直线度干涉镜和反射镜安装的方法。
图18-直线度测量构建1.3.2. 直线度测量应用由于导轨磨损、事故造成的导轨损坏以及地基不牢导致的导轨弯曲等,会对机器的定位、加工精度带来直接的影响。
直线度测量可以显示出机器导轨的弯曲或直线度的情况,并可由生成的直线度误差对机器的性能做出评价和补偿。
1.3.2.1. 机器轴、直线导轨测量当需要测量导轨较长时,传统的直角测量方法无法提供这样的测量长度和精度,测量时较重的角锥反射镜的移动可能会对测量的准确性产生影响,所有一般建议将质量较轻的直线度干涉镜作为移动部件。
图19-直线导轨水平方向直线度测量图20-直线导轨垂直方向直线度测量1.3.2.2. 机床工作台直线度测量测量时,直线度反射镜固定在机床的工作台上,直线度干涉镜安装在移动的刀具位置,通过刀头的移动就可以记录下机床刀头的直线度。
图21-数控机床直线度测量1.4. 垂直度测量1.4.1. 垂直度测量构建垂直度的测量是直线度测量在二维方向上的延伸,进行垂直度测量就是在同一基准上对两个标称正交轴分别进行直线度的测量。
然后对两个轴的直线度进行比较,得出两个轴的垂直度。
共同的参考基准通常指的是两次测量时反射镜的光学准直轴,在两次测量过程中既不移动、也不调整,光学直角尺用于至少一次测量中,允许调整激光束与直线度的准直,而不动直线度反射镜。
垂直度误差= 棱镜误差- (倾斜度1 + 倾斜度2)图22- 垂直图测量构建1.4.2. 垂直度测量应用1.4.2.1. 机器轴垂直度误差测量(数控机床、坐标测量机等)垂直度测量通过比较直线度值从而确定两个标称正交坐标轴的非直角度。
垂直度误差可能是导轨磨损、事故造成导轨损坏或机器地基差或双驱动机器上的两原点传感器未准直造成的。
垂直度误差将对机器的定位精度及插补能力产生直接影响。
典型情况下对于超过1.5米长的机器轴,像使用激光干涉仪这样的光学方法是唯一的选择,因为传统的实物基准,如直角尺(金属或大理石等)的长度一般局限于1米的范围内。
1.4.2.2. X,Y轴垂直度对准X,Y工作台和水平面垂直度测量:不管是什么类型的XY平台,包括龙门型或者混合型或者其他类型的XY平台,无论是大型或者小型平台,重要的是有一个共同的参考基准,如图27所示的直线度反射镜。
测量过程中直线度反射始终镜保持不动。
1.4.2.3. 坐标测量机垂直度和水平轴之间的垂直度测量对于涉及垂直轴的垂直度测量,需要额外的增加直线度的附件,主要包括一个将光束偏转90°的光束转向镜。
图23-机床垂直度测量1.5. 平面度测量1.5.1. 平面度测量原理平面测量是在角度测量的基础上做的延伸,利用角度测量的附件记录下一系列平面位置角度,转化为高度的变化,按照对角线的方法测量出平台上不同位置的高度变化值,就可以得到整个平台的平面度。
图24-平面度测量原理图25-平面度测量分析1.5.2. 平面度应用及方法测量一个平面的平面度,需要在平面上采集若干条测量直线,平面度测量有常用的方法为:对角线法,又称米字法图26-平面度测量方法对角线法测量平面度时,若激光头位于G点出,光线射向E点时,建议按照EA、CA、DH、EG、AG、BF、CE、GC的次序进行测量。
图27-大理石平台平面度测量实例1.6. 回转轴测量利用SJ6000激光干涉仪的角度测量附件,结合高精密零级多齿分度台,便可以对回转轴进行校准。
高精度零级多齿分度台的运行间隔为5°,因此可以旋转并锁定到相对原点0°~360°范围内的72个位置中的任何一个。
高精密零级多齿分度台内包含一个可自动控制的高精密齿盘,在锁定状态下能够实现±1″的角度定位。
图28- 高精密分度转台用激光头、角度干涉镜和角度反射镜测量转台的角度位置。
软件将转台的角度位置与来自激光头和角度光学镜的读数合并在一起,就是被校准机轴的真实转角位置。
测量后,自动按照选择的机床标准计算回转轴误差,对机床经行补偿。
2. 动态测量动态测量包含基于时间的动态测量和基于距离的动态测量。
其中通过基于时间或位移的两种方式采集到大量的数据,对这些数据进行动态分析和FFT分析,其中动态测量与分析包括:位移-时间曲线、速度-时间曲线、加速度-时间曲线、振幅与频率。
软件可与线性、角度或直线度光学镜组配合使用,用于线性振动、速度波纹监控、角度振动、动态直线度等切削或切割应用场合。
可以“实时”监控数据(如调试机器参数),并可保存最终结果用动态分析软件进行进一步分析。
2.1. 基于时间的动态测量基于时间的采集使动态软件能够提供相对位移数据,动态软件通常在用户设定的时间范围内采集并保存这些数据。
2.1.1. 机器位置控制●运动控制器PID参数设置●高速运动后机器的稳定性和稳定所需时间●用于高性能运动控制的微小步幅(亚微米)运动测试2.1.2. 振动监视●扫描应用:用于定位精度不重要、但恒速对实现高质量成像非常关键的场合●FPD检测/维修平台:用于对“速度波纹”有特别要求的重要指标的场合,而“速度波纹”通常被定义为工作速度的百分比(如0.1% @ 20 mm/s)●机床应用:典型应用包括要求刀具慢速、平稳轮廓运动的高质量表面精加工2.1.3. 振动分析●分析被测对象的振动频率●通过快速傅立叶变换(FFT) 分离振动频率2.2. 基于距离的动态测量基于距离的动态测量激光系统沿着轴线“飞行”测量,即运动轴在不停顿的情况下以用户指定的间隔采集数据。