高精度激光干涉儀產(chǎn)生誤差的原因剖析
激光干涉儀是精度高的線(xiàn)性位移測量?jì)x器,其光波可以直接對米進(jìn)行定義,可溯源至國家標準。但是在使用中往往會(huì )出現檢測偏離值,偏離預估的情況,下面來(lái)介紹引起激光干涉儀測量誤差的原因。
1、阿貝誤差
因測量光學(xué)鏡組的安裝高度不在被測設備的運動(dòng)軸上引起的測量誤差稱(chēng)之為阿貝誤差。產(chǎn)生的原因是設備移動(dòng)時(shí)存在俯仰、扭擺差,因此光學(xué)鏡組與運動(dòng)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(cháng)進(jìn)行補償。
同時(shí)環(huán)境補償單元中材料溫度探頭能實(shí)時(shí)高精度測量被測設備溫度,對其進(jìn)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,致使采集的數據不能真實(shí)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(xiàn)性測量中,需要開(kāi)啟環(huán)境補償單元,并正確設置補償材料的種類(lèi),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(shí)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(huì )造成測得的距離和實(shí)際的運動(dòng)距離之間有差異,此誤差被稱(chēng)為余弦誤差。
當激光測量系統與運動(dòng)軸未準直時(shí),余弦誤差會(huì )使得測量的距離比實(shí)際距離要短。隨著(zhù)未準直角度的增加,誤差也跟著(zhù)顯著(zhù)增加
處理方法:若激光測量出現余弦誤差,則激光讀數將會(huì )小于原本應有的數值。因此,通過(guò)“輕微”調整云臺的俯仰及偏轉旋鈕直到取得大的激光讀數,將能消除軸上的余弦誤差。
4、死程誤差
死程誤差是在線(xiàn)性測量過(guò)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(huì )發(fā)生在定標后以及測量過(guò)程中的環(huán)境改變。
處理方法:在設定定標位置時(shí),固定反射鏡和移動(dòng)鏡組應盡量彼此鄰接,以此減小死程誤差。
5、鏡組的安裝細節
為了小化振動(dòng)作用并加強測量穩定性,鏡組應牢靠固定到所需的測量點(diǎn)上;磁力表座應直接吸住機床底座,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(méi)有雜質(zhì)。
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