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分析造成激光干涉仪测量误差的几个因素

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  激光干涉仪是精度较高的线性位移测量仪器,其光波可以直接对米进行定义,可溯源至国家标准。但是我们在使用中往往会出现检测偏离值,偏离我们的预估,以至于在高精度检测时,对设备产生怀疑。
  1、阿贝误差
  因测量光学镜组的安装高度不在被测设备的运动轴上引起的测量误差称之为阿贝误差。产生的原因是设备移动时存在俯仰、扭摆差,因此光学镜组与运动轴偏置距离越远,引起的阿贝误差越大。
  2、环境因素
  环境补偿单元能准确采集空气温度、压力、相对湿度信息,基于Edlen公式计算空气折射率,以此对激光波长进行补偿。
  同时环境补偿单元中材料温度探头能实时高精度测量被测设备温度,对其进行温度补偿。但是往往因为操作人员将材料温度探头放置在错误的位置,致使采集的数据不能真实反映被测物体温度状态,从而增大测量误差。
  设备安装在楼层地下室,有良好的温度风流控制,有效处理了环境的震动问题、气流扰动问题。测量时因把材料温度探头以“错误方式”放置在摆放电脑的铁架上,材料温度探头采集了非真实的被测物温度信息,致使300mm量块检测数据超差。
  把材料温度探头以“正确方式”放置在被测量块周边,并给予充分的恒温时间,测量结果趋于中国计量院的校准值。
  正确方式:在线性测量中,需要开启环境补偿单元,并正确设置补偿材料的种类,放置材料温度探头的位置。在高精度的测量中,需要给予环境补偿单元以及被测物充分的恒温时间。
  3、余弦误差
  激光束路径与被测轴之间存在的任何未准直都会造成测得的距离和实际的运动距离之间有差异,此误差被称为余弦误差。
  当激光测量系统与运动轴未准直时,余弦误差会使得测量的距离比实际距离要短。随着未准直角度的增加,误差也跟着显著增加。
  处理方法:若激光测量出现余弦误差,则激光读数将会小于原本应有的数值。因此,通过“轻微”调整云台的俯仰及偏转旋钮直到取得最大的激光读数,将能消除轴上的余弦误差。

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