激光干涉儀對(duì)光操作指南講解

1、激光干涉儀對(duì)光操作指南6.1使用前的工作6.1.1為什么要對(duì)光？對(duì)光的目的是為了讓檢測(cè)的光線能準(zhǔn)確返回激光干涉儀上，讓激光干涉儀得到最強(qiáng)的反饋信息，以便計(jì)算實(shí)際的行程數(shù)值。6.1.2影像線性測(cè)量精度的因素包括哪些？、死程誤差死程誤差是在線性測(cè)量過(guò)程中與環(huán)境因素改變有關(guān)的誤差，這時(shí)已采用EC10自動(dòng)補(bǔ)償功能。在正常狀況下，死程誤差并不大，而且只會(huì)發(fā)生在定標(biāo)后以及測(cè)量過(guò)程中的環(huán)境改 變。路徑L2的激光測(cè)量死程誤差與兩個(gè)光學(xué)元件間的距離有關(guān)，此時(shí)系統(tǒng)定標(biāo)為L(zhǎng)1,請(qǐng)參閱圖1。若干涉鏡及反射鏡之間沒(méi)有動(dòng)作， 且激光束四周的環(huán)境狀況有所改變， 整個(gè)路徑(Li + L2)的波長(zhǎng)(空氣中)都會(huì)改變，但激光測(cè)量

2、系統(tǒng)只會(huì)對(duì)L 2距離進(jìn)行補(bǔ)償。 因此，死程測(cè)量誤差會(huì)由于光束路徑 L1沒(méi)有獲得補(bǔ)償而產(chǎn)生。圖1-死程誤差不過(guò)，若當(dāng)設(shè)定定標(biāo)時(shí)固定和移動(dòng)鏡組彼此鄰接，死程誤差就可忽略不計(jì)。 如下圖2所示。(L1 0) *n io圖2- 死程誤差可不計(jì)時(shí)的正確設(shè)置如果可能，定標(biāo)激光器時(shí)使鏡組互相靠近。若定標(biāo)激光器時(shí)鏡組彼此相隔不到10 mm則正常狀況下的死程誤差就可忽略。機(jī)床幾何顯示當(dāng)移動(dòng)鏡組位于軸的零點(diǎn)位置，這兩個(gè)鏡組彼此分得最開(kāi)，此時(shí)可用預(yù)置功能來(lái)避免與定標(biāo)激光干涉鏡系統(tǒng)有關(guān)的潛在死程誤差。、余弦誤差激光束路徑與運(yùn)動(dòng)軸之間存在的任何未準(zhǔn)直都會(huì)造成測(cè)得的距離和實(shí)際的運(yùn)動(dòng)距離之 間有差異，如圖1所示。:1川此誤差

3、的大小與激光束和運(yùn)動(dòng)軸間的未準(zhǔn)直角度有關(guān)，如圖1中的當(dāng)激光測(cè)量系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)軸未準(zhǔn)直時(shí)，余弦誤差會(huì)使得測(cè)量的距離比實(shí)際距離要短。隨著角度未準(zhǔn)直的增加，誤差也跟著顯著增加，如下表所示：角度角度慶差(mm/metre)（弧分）(ppm)0.451.530.11.003.430.51.404.871.03.2010.875.04.5015.3910.010.0035.3950.0要使余弦誤差達(dá)到最小， 測(cè)量激光束必須準(zhǔn)直， 并與運(yùn)動(dòng)軸平行。 在長(zhǎng)于一米的軸上, 使用提供的準(zhǔn)直步驟很容易達(dá)到這個(gè)目的。但在較短的軸上就變得相當(dāng)困難，需用下面方法來(lái)最優(yōu)化準(zhǔn)直并使余弦誤差最?。?最大化激光讀數(shù)*自動(dòng)反射方式*設(shè)

4、置直線度測(cè)量過(guò)程中的斜率消除注： 不要假設(shè)由于信號(hào)強(qiáng)度在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軸上都保持不變， 準(zhǔn)直就會(huì)完美無(wú)誤。 校準(zhǔn)軟 件中的信號(hào)強(qiáng)度表的靈敏度和分辨率不足以確保短軸上的精確準(zhǔn)直。最大化激光測(cè)量讀數(shù) 若激光測(cè)量出現(xiàn)余弦誤差，則激光讀數(shù)將會(huì)小于原本應(yīng)有的數(shù)值。 因此，通過(guò)仔細(xì)調(diào) 整激光頭的俯仰及偏轉(zhuǎn)，直到取得最大的激光讀數(shù)，就能消除短軸上的余弦誤差。 操作步 驟如下：1. 沿著運(yùn)動(dòng)軸準(zhǔn)直光束。2. 移動(dòng)軸以使鏡組靠近并定標(biāo)激光讀數(shù)。3. 移動(dòng)軸，使鏡組彼此離的越遠(yuǎn)越好。4. 仔細(xì)調(diào)整激光頭的俯仰和偏轉(zhuǎn)控制，取得最大的激光測(cè)量讀數(shù)。注： 使用這個(gè)方法時(shí)需要特別小心， 但卻非常有效。 可能有必要先做一連串的細(xì)

5、微調(diào) 整并在每一次調(diào)整后放松控制，才能看出對(duì)激光讀數(shù)的作用。 也可能需要平移激光頭來(lái)保 持準(zhǔn)直。 可能也有必要選擇測(cè)量顯示屏上的最大分辨率設(shè)定，并將短期平均 設(shè)定為開(kāi)啟 （ON） 狀態(tài)。 完成后，最好重復(fù)上述的步驟以確認(rèn)準(zhǔn)直。自動(dòng)反射方式若機(jī)床軸非常短， 而且知道正好有平面與運(yùn)動(dòng)軸垂直或平行 （在 0.05 °），則可使用自 動(dòng)反射方式。 執(zhí)行的步驟如下：1. 沿著運(yùn)動(dòng)軸準(zhǔn)直光束。2. 將一個(gè)鋼塊規(guī)放在激光束的路徑（干涉鏡后）上，面對(duì)一個(gè)或多個(gè)平面。3. 調(diào)整偏轉(zhuǎn)和俯仰控制，使從塊規(guī)表面反射的光束返回激光頭上的出射光孔。 這時(shí)， 激光束就與運(yùn)動(dòng)軸保持準(zhǔn)直。此方式在激光頭離干涉鏡有一定

6、距離時(shí)特別有效。直線度測(cè)量 斜率消除若您打算在一個(gè)軸上執(zhí)行線性及直線度測(cè)量， 最好先執(zhí)行直線度測(cè)量， 因?yàn)榭梢岳檬?動(dòng)斜率消除來(lái)最優(yōu)化光束準(zhǔn)直。 只要線性鏡組可以取代直線度鏡組而不會(huì)干擾安裝組合或 激光器，線性測(cè)量便可立即獲得最優(yōu)化的準(zhǔn)直。、材料死程誤差 線性測(cè)量時(shí)，材料膨脹補(bǔ)償通常只會(huì)應(yīng)用至等于所測(cè)激光距離的材料死程長(zhǎng)度。若測(cè)量回路包含其它結(jié)構(gòu)， 則該“材料死程”的任何熱膨脹或收縮或是負(fù)載偏差將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤 差。 請(qǐng)將鏡組直接安裝到所需的測(cè)量點(diǎn)上可使這些誤差達(dá)到最小。6.1.3 如何對(duì)光？水平光束調(diào)整圖2角度偏轉(zhuǎn)，以使光束橫掃過(guò)白色光靶。 相同，如圖2所示。2.用三腳架臺(tái)左后方的小旋鈕，調(diào)

7、整激光頭的 繼續(xù)移動(dòng)光束，直到它位于相反方向離中心的距離1.沿著運(yùn)動(dòng)軸將機(jī)床推離激光頭，直到您看 到光束開(kāi)始移開(kāi)光靶。 當(dāng)只有一半的光束仍然擊中白點(diǎn)時(shí)停止移動(dòng)機(jī)床。 請(qǐng)注意光束現(xiàn)在 偏離中心多遠(yuǎn)。圖33.現(xiàn)在，用三腳 架臺(tái)左邊中間的大旋鈕，調(diào)整激光頭水平平移，使光束返回光靶的水平中心線。如圖3所示、垂直光束調(diào)整垂直光束調(diào)整4. 請(qǐng)注意激光束在目標(biāo)上的垂直位置。H 45.使用激光頭后方的指形輪組來(lái)調(diào)整，使光束垂直掃過(guò)目標(biāo)。如圖4 所示調(diào)整指形輪組，直到光束位于相反方向離目標(biāo)中心的距離相冋的位置，6. 現(xiàn)在，使用三腳架中心主軸上的高度調(diào)整輪來(lái)將激光頭上下移動(dòng)，直到光束再一次擊中目標(biāo)中心。注：此時(shí)，可能有必要進(jìn)行另外一次較小的水平回轉(zhuǎn)調(diào)整，以使激光束返回到該目標(biāo)的中心。如圖5所示7. 現(xiàn)在沿著運(yùn)動(dòng)軸繼續(xù)推離機(jī)床。當(dāng)您看到激光頭移開(kāi)目標(biāo)時(shí)再一次停止。重復(fù)步驟2到6的激光器準(zhǔn)直調(diào)整，直到您達(dá)到軸的末端。8. 達(dá)到軸的末端時(shí)，將機(jī)床移回激光器，來(lái)到軸的起點(diǎn)。9. 若光束不再位于光靶中心，則水平平移激光器，使光束回到光靶的垂直中心線。'10.然后，垂直平移激光頭，使光束回到光靶的中心。注：此時(shí)，可能有必要進(jìn)行另外一個(gè)較小的水平回轉(zhuǎn)調(diào)整，以使激光束返回到該光靶的中心。11.重復(fù)步驟1到10 ,直到光束在整個(gè)運(yùn)動(dòng)