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XL-80激光干与仪为线纹尺丈量体系供给精准牢靠的方位补偿解決计划

全主动线纹尺检测设备

线纹尺 (Line scale) 一般由玻璃制成,外表上精确地刻有等间隔平行线,一般装备在比长仪、显微镜、丈量仪器等长度丈量设备上,作为丈量间隔和行程精度的重要参阅基准。丈量线纹尺上的刻度间隔需求高精度仪器,丈量分辨率往往要求到达纳米级,任何细小的环境要素所构成的差错都会影响丈量成果的精确性。附归于香港特別行政区政府立异科技署的规范及校对实验所 (SCL) 规划并制作了一台全新线纹尺丈量体系,其选用雷尼绍XL-80激光干与仪补偿丈量过程中因丈量机台架起方位偏移所导致的差错。

香港特别行政区政府立异科技署辖下的规范及校对实验所担任拟定和保护香港区域的物理丈量参阅规范,并为本地的丈量规范及丈量仪器运用者供给校对服务,以保证其精确履行丈量作业,且能正确溯源至相关规范。除此之外,规范及校对实验所还为检测及认证职业实验室供给才能验证服务,以证明他们具有相应的技能才能。

线纹尺丈量体系的作业原理和结构

丈量线纹尺上的刻度精度简略来说便是丈量被测线与参阅线(一般是零位)之间的间隔,结合印象剖析和激光补偿技能,体系可核算并调整数据(线纹)读取方位,然后削减阿贝差错 (Abbe error)。不过在实践操作中,该体系往往需求将更多实践环境要素以及其他不确定性核算在内,因而在规划时有必要有效地对各种环境和人为要素所引起的差错进行补偿。SCL所研制的线纹尺丈量体系主要由光学防震渠道、移动渠道、摄像头、显微镜、像素核算程序、光学镜组(包含分光镜、反射镜)及雷尼绍激光干与仪组成。线纹尺的长度丈量规模为0.01 mm到750 mm,而体系的丈量不确定度仅为0.15 - 0.41 nm。

线纹尺丈量体系装备了一台雷尼绍XL-80激光干与仪,用于对体系中呈现的阿贝差错进行补偿。体系中的移动渠道选用以压电电机驱动的空气轴承渠道,全长800 mm行程的直线度为0.9 um,重复精度达20 nm;最大扭摆、俯仰和滚摆角差错别离为+/-0.5角秒。因为SCL坐落大厦的35层,风和道路交通引起的振荡会影响丈量精确度,因而有必要将体系放置在光学防震渠道上。在环境补偿方面,体系装备了空气压力、空气温度、资料温度和湿度传感器。被测线纹尺放置在以光学渠道为基体的固定式独立丈量渠道上,而摄像头和显微镜则架起在可移动龙门式渠道上,意图是帮忙体系精确定位线纹的方位。因为每条线纹都有必定的宽度,以线纹的中心线作为其方位可进步全体丈量精度。换句话说,凭借印象技能,体系可找出线纹的中心线并界说为线纹终究方位。

履行丈量时,移动渠道依据体系宣布的信号移动并逗留在被测线纹的默许方位。中止后,激光干与仪读取方位数据,一起摄像头拍照目标线纹的印象进行剖析,得出当时方位(以像素值显现与零位的间隔)并与实践核算间隔进行比对,体系依据差值指示移动渠道进行方位微调。干与仪再次读取方位数据。整个程序需求重复屡次直到差值在特定像素值规模内,然后得出终究的线纹方位。

XL-80在体系中的运用

阿贝差错简略来说便是丈量轴与被测工件运动轴之间的偏移所发生的差错,咱们日常所用的游标卡尺是典型比如之一。在运用游标卡尺进行丈量时,夹住被测物的两个端点与丈量轴之间必定会呈现偏移状况,然后发生差错。关于千分表来说,因为丈量轴和被测工件的轴在同一条线上,因而阿贝差错为零。

雷尼绍XL-80激光干与仪在体系中所扮演的人物是补偿丈量体系中的差错,无论是移动渠道的直线度、线纹尺的放置方位,仍是反射镜的方位等,在架起时都难免会存在视点偏摆,导致在丈量时呈现所谓的阿贝差错。体系在规划上运用激光干与仪,以对称方式在移动渠道两头的轴上进行丈量,任何因视点偏移所导致的阿贝差错值改动都会被另一边轴的激光所补偿。而干与仪的架起选用了典型的线性丈量装备,激光束经过分光镜S分红两路,一路构成参阅光束经转向镜T及反射镜R回到激光源探测器,另一路则经过转向镜T1、T2、T3及反射镜R构成长度改变的丈量光束。别的,XL-80干与仪在丈量过程中也补偿了因环境构成的潜在差错,其内置的压力和湿度传感器精度别离达1 mbar和6% RH,外置的资料和空气传感器精度别离达0.1和0.2度。数据显现,在干与仪的协助下,体系全体削减约95%的阿贝差错。

挑选适宜的激光干与仪

就激光干与仪而言,线性丈量的精度不只与激光频率的安稳性有关,一起也取决于激光波长的已知精度。而在实践运用环境中,激光束经过空气时,空气折射率往往会对激光波长发生影响,因为折射率跟着空气(非真空环境)的温度、气压和湿度而改变,因而有必要对激光波长进行补偿以下降终究的丈量差错。补偿器经过传感器丈量作业环境的各个参数,主动核算这些参数对空气折射率的影响,并调整激光读数以补偿激光波长的改变,无需用户干与和常常对补偿进行更新。

雷尼绍XL-80激光干与仪是现在商场上真实快速、精确、便携的校准体系。精确安稳的激光源和精确的XC-80环境补偿器,保证了±0.5 ppm(在空气环境中)的线性丈量精度。体系以高达50 kHz的频率读取数据,最高线性丈量速度可达4 m/s,即便在最高速度下线性分辨率仍可达1 nm。一切丈量选项(不只是线性)均选用干与法丈量,保证所记载数据的精度。XL-80装备先进、易用的人性化操作软件,为用户供给最全面的机器校准计划。

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