激光干涉儀是精度高的線性位移測量儀器,其光波可以直接對米進行定義,可溯源至國家標準。但是在使用中往往會出現(xiàn)檢測偏離值,偏離預(yù)估的情況,下面來介紹幾個引起激光干涉儀測量誤差的原因。
1、阿貝誤差
因測量光學鏡組的安裝高度不在被測設(shè)備的運動軸上引起的測量誤差稱之為阿貝誤差。產(chǎn)生的原因是設(shè)備移動時存在俯仰、扭擺差,因此光學鏡組與運動軸偏置距離越遠,引起的阿貝誤差越大。
2、環(huán)境因素
環(huán)境補償單元能準確采集空氣溫度、壓力、相對濕度信息,基于Edlen公式計算空氣折射率,以此對激光波長進行補償。
同時環(huán)境補償單元中材料溫度探頭能實時高精度測量被測設(shè)備溫度,對其進行溫度補償。但是往往因為操作人員將材料溫度探頭放置在錯誤的位置,致使采集的數(shù)據(jù)不能真實反映被測物體溫度狀態(tài),從而增大測量誤差。
正確方式:在線性測量中,需要開啟環(huán)境補償單元,并正確設(shè)置補償材料的種類,放置材料溫度探頭的位置。在高精度的測量中,需要給予環(huán)境補償單元以及被測物充分的恒溫時間。
3、余弦誤差
激光束路徑與被測軸之間存在的任何未準直都會造成測得的距離和實際的運動距離之間有差異,此誤差被稱為余弦誤差。
當激光測量系統(tǒng)與運動軸未準直時,余弦誤差會使得測量的距離比實際距離要短。隨著未準直角度的增加,誤差也跟著顯著增加
處理方法:若激光測量出現(xiàn)余弦誤差,則激光讀數(shù)將會小于原本應(yīng)有的數(shù)值。因此,通過“輕微”調(diào)整云臺的俯仰及偏轉(zhuǎn)旋鈕直到取得最大的激光讀數(shù),將能消除軸上的余弦誤差。
4、死程誤差
死程誤差是在線性測量過程中與環(huán)境因素改變有關(guān)的誤差,在正常狀況下,死程誤差并不大,而且只會發(fā)生在定標后以及測量過程中的環(huán)境改變。
處理方法:在設(shè)定定標位置時,固定反射鏡和移動鏡組應(yīng)盡量彼此鄰接,以此減小死程誤差。
5、鏡組的安裝細節(jié)
為了最小化振動作用并加強測量穩(wěn)定性,鏡組應(yīng)牢靠固定到所需的測量點上;磁力表座應(yīng)直接吸住機床底座,避免吸裝在機床護罩或機床蓋等較薄弱的部分;確保吸裝的表面平坦且沒有雜質(zhì)。
美國光動激光干涉儀校準步驟:先近后遠,近調(diào)上下左右,遠調(diào)俯仰扭擺。
1、架設(shè)好激光頭后,先將激光頭的左右、俯仰、扭擺居中,再將美國光動激光干涉儀激光頭調(diào)至水平,在激光頭上安裝好標準光閘。
2、將線性干涉鏡和測量反射鏡置于較近位置,調(diào)節(jié)美國光動激光干涉儀干涉鏡與反射鏡之間的相對位置,使反射回來的兩束光線完全重合,調(diào)節(jié)三角架使重合后的反射光線進入回光孔,保證五個光強指示燈全亮。此處請勿大范圍調(diào)節(jié)美國光動激光干涉儀激光頭上的俯仰和扭擺旋鈕,僅限微調(diào)。
3、將線性干涉鏡與測量反射鏡距離最遠,根據(jù)近、遠端光線照射的位置,可判斷出激光頭發(fā)出光線的傾斜方向,扭擺三角架使激光頭向傾斜方向的相反方向扭擺,再平移三角架使激光大致照射在干涉鏡正中偏上1/2處。查看光閘,若無兩束光線返回,則繼續(xù)扭擺和移動三角架,直至兩光點出現(xiàn),并使兩光點相距較近。
4、微調(diào)俯仰、扭擺,使兩束反射光線完全重合。
5、通過升降三角架和調(diào)節(jié)美國光動激光干涉儀激光頭的左右位置,使重合后的反射光束射入回光孔。
6、查看五個光強指示燈是否全亮,若無,請重復步驟2~5,直至近、遠兩端位置,五個光強指示燈全亮。
7、美國光動激光干涉儀安放補償元件,進行線性測量。
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