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激光干涉仪在测量数控机床位置精度方面被广泛运用

点击次数:1379  更新时间:2019-01-24
   激光干涉仪在测量数控机床位置精度方面被广泛运用
  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。
  激光干涉仪是一种以波长作为标准对被测长度进行测量的仪器。激光干涉仪是20世纪60年代末期问世的一种新型的测量设备,由美国HP公司研制成功并于1970年投入市场,随即受到了相关行业特别是机床制造业的重视,其主要在:线形、角度、垂直度、直线度、平面度等方面上应用。随着激光干涉仪测量技术的不断提高,测量软件的不断开发其测量范围越来越广泛,特别是在测量数控机床位置精度方面用途为广泛。
  激光干涉仪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,激光干涉仪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。
  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。
  激光干涉仪是以波长为基本计量单位的,多波长激光器的发展,是实现不同长度“尺子”的基础。激光器可以稳定地输出多种波长的激光,利用光学拍波技术,可以将这些单波长合成为一组波长相近、间隔均匀的“合成波长链”。“合成波长链”是一个塔形结构,塔顶是高一级合成波,其波长长,塔底则是单波长。测量时,干涉仪以不同波长的激光工作,从长波开始,逐级下降,直至单波长。激光干涉仪的测量结果是在各种波长干涉下的一组剩余相位,以此可推导出测量长度,由于每次的测量值都是剩余相位,与测量过程无关,激光干涉仪因此不需要导向导轨。
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