---------------------- 關(guān)于環(huán)境因素 ----------------------
影響激光干涉儀測量精度的環(huán)境因素主要指:
1、 當(dāng)前測量環(huán)境下的空氣溫度、濕度、大氣壓力,影響在空氣中傳播的激光波長。
2、 被測工件溫度,影響被測對象的熱膨脹量。本文不做分析,將在下篇細(xì)述。
-------------------- 關(guān)于激光干涉儀 --------------------
激光干涉儀有單頻激光干涉儀和雙頻激光干涉儀,二者都是采用外差干涉原理,而區(qū)別在于計(jì)算公式,如下所示:
單頻激光干涉儀,線性測量的計(jì)算公式:L=Nλ/2,其中L為位移,N為干涉條紋數(shù)目,λ為激光波長。
雙頻激光干涉儀,線性測量的計(jì)算公式:
其中L為位移,t為時(shí)間,△f為由于運(yùn)動而引起的頻移,λ為激光波長。
------------------ 激光波長影響分析 ------------------
結(jié)合激光干涉儀兩個(gè)線性測量的公式同時(shí)進(jìn)行分析:
1、 單頻激光干涉儀,若移動半個(gè)激光波長,光電探測器將**到明暗變化1次,干涉條紋數(shù)目則N+1,該項(xiàng)幾乎不會引入誤差。而雙頻激光干涉儀,△f在時(shí)間上積分的結(jié)果相當(dāng)于N,同樣也幾乎不會引入誤差。
2、 兩個(gè)公式都含有激光波長λ,而λ的精度直接取決于波長的穩(wěn)定度,通常要高于線性測量精度指標(biāo)一個(gè)量級,即≤0.05ppm。所以在標(biāo)準(zhǔn)空氣參數(shù)的環(huán)境條件下,理論上L的線性測量精度也應(yīng)該為0.05ppm,然而通過Edlen公式可以獲知激光波長λ會受到環(huán)境因素的影響,參見表1,所以實(shí)際應(yīng)用中L的線性測量精度標(biāo)為0.5ppm不無道理。
表1 激光波長穩(wěn)定度和環(huán)境因素對波長的影響
影響因素 |
精度指標(biāo) |
引入誤差 (影響線性測量精度) |
激光波長穩(wěn)定度 |
0.05ppm |
0.05ppm |
空氣溫度 |
±0.1℃ |
0.1ppm |
空氣濕度 |
±5%RH |
0.1ppm |
大氣壓力 |
±0.1kPa |
0.28ppm |
綜上,對環(huán)境因素進(jìn)行綜合考量,*壞的情況下將會給線性測量精度引入0.48ppm的誤差。
所以,暫且可以得出下面的結(jié)論:
1、 激光干涉儀線性測量精度主要取決于激光波長穩(wěn)定度和環(huán)境因素;
2、 單頻激光干涉儀和雙頻激光干涉儀在線性測量精度上并無本質(zhì)區(qū)別;
3、 若不考慮被測對象因素的影響,激光干涉儀在線性測量過程中,誤差主要來源是由環(huán)境因素導(dǎo)致的。
------------------ EC20環(huán)境補(bǔ)償單元 ------------------
中圖儀器SJ6000激光干涉儀配備的EC20環(huán)境補(bǔ)償單元,由環(huán)境補(bǔ)償主機(jī)(內(nèi)置濕度傳感器和氣壓傳感器)、空氣溫度傳感器和3個(gè)材料溫度傳感器組成,可實(shí)現(xiàn)對空氣溫度、濕度、大氣壓力和材料溫度的實(shí)時(shí)高精度檢測。
EC20環(huán)境補(bǔ)償單元在出廠前,會依照相關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對各環(huán)境參量進(jìn)行**校準(zhǔn),通常情況下建議24個(gè)月校準(zhǔn)一次。
在使用EC20環(huán)境補(bǔ)償單元過程中,在不影響測量光路和被測物體運(yùn)動的前提下,建議將環(huán)境補(bǔ)償主機(jī)和空氣溫度探頭就近于測量光路中間處放置。至于材料溫度探頭該如何布置或應(yīng)用,則需分不同的測量場合與不同的被測對象,小編將會作為激光干涉儀的測量關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行細(xì)述,欲知詳情,關(guān)注“中圖儀器”微信公眾號,且聽下回分解 。