量塊與線(xiàn)紋尺課件

三.長(zhǎng)度尺寸測(cè)量測(cè)量的基本概念測(cè)量就是將被測(cè)量與一個(gè)作為測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以求出其比值的過(guò)程。計(jì)量單位：標(biāo)準(zhǔn)量3-1長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)

為了保證長(zhǎng)度基準(zhǔn)的量值能準(zhǔn)確地傳遞到工業(yè)生產(chǎn)中去，就必須建立從光波基準(zhǔn)到生產(chǎn)中使用的各種測(cè)量器具和工件的尺寸傳遞系統(tǒng)

§2-2量塊的檢定量塊是機(jī)械制造中精密長(zhǎng)度計(jì)量應(yīng)用最廣泛的一種實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)，它是沒(méi)有刻度的平面平行端面量具，是以?xún)上嗷テ叫械臏y(cè)量面之間的距離來(lái)決定其長(zhǎng)度的一種高精度的單值量具。形狀：矩形截面的長(zhǎng)方體、圓形截面的圓柱體一、量塊量塊的中心長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度：指量塊上測(cè)量面的任意一點(diǎn)到與下測(cè)量面相研合的輔助體（如平晶）平面間的垂直距離。

量塊的尺寸：指量塊測(cè)量面上中心點(diǎn)的量塊長(zhǎng)度，用符號(hào)L來(lái)表示，即用量塊的中心長(zhǎng)度尺寸代表工作尺寸。量塊的研合性(粘合性）利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所需要的各種尺寸。量塊的組合為了組成各種尺寸，量塊是按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)的。極限偏差te,長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值tvJJG146-2003《光學(xué)計(jì)和接觸式干涉儀》，李春堂等厚干涉立式光學(xué)計(jì)檢定量塊內(nèi)容一.激光干涉法測(cè)量光滑表面的粗糙度與微小臺(tái)階高度一.激光干涉法測(cè)表面粗糙度與臺(tái)階高度Wyko系統(tǒng)采用非接觸光學(xué)測(cè)量法，通過(guò)兩種測(cè)量技術(shù)以測(cè)量大范圍的表面輪廓。1.相移干涉(Phase-ShiftingInterferometry)法：用來(lái)測(cè)量光滑表面輪廓2.垂直掃描干涉（VerticalScanningInterferometry）法：測(cè)量比較光滑表面和最高幾個(gè)毫米的高度的臺(tái)階。

在干涉儀的兩相干光的相位差之間引入有序的相位，其參考光程(或相位)變化時(shí)干涉條紋的位置也做響應(yīng)的移動(dòng)。在此過(guò)程中，光電探測(cè)器對(duì)干涉圖進(jìn)行多幅陣列網(wǎng)格的采樣，然后把光強(qiáng)數(shù)字化后存儲(chǔ)在CCD中，由計(jì)算機(jī)按照一定的數(shù)學(xué)模型根據(jù)光強(qiáng)的變化求出相應(yīng)的波前位相值，同時(shí)也可以分辨出波面的凹凸性1.1PSI測(cè)表面粗糙度

測(cè)量時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器線(xiàn)性移動(dòng)參考表面，從而導(dǎo)致兩個(gè)光束相位發(fā)生移動(dòng)。系統(tǒng)記錄不同相位下條紋強(qiáng)度，并綜合光強(qiáng)數(shù)據(jù)，作出隨相位變化的光強(qiáng)變化波形。表面高度由以下公式得出：

H(x,y)=λ*Ф(x,y)/(4*Π) λ為光源波長(zhǎng)，Ф(x,y)是相位。 當(dāng)條紋圖案足夠時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)是可靠的。但如果相鄰測(cè)點(diǎn)高度超過(guò)λ/4，半波長(zhǎng)的倍數(shù)會(huì)被忽略?？v向：

PSI測(cè)量范圍：<160nm

單次測(cè)量分辨率：0.3nm

重復(fù)測(cè)量分辨率：0.1nm橫向：其取決于所用物鏡放大倍數(shù)與CCD的像素。1.2VSI測(cè)表面臺(tái)階

VSI模式采用中性濾光片，用以保證白光波長(zhǎng)的連續(xù)一致性。不同于PSI中測(cè)量干涉條紋的相位，系統(tǒng)測(cè)量條紋調(diào)制變化，或者其相干性。當(dāng)在垂直方向通過(guò)焦平面時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度以等間隔連續(xù)采樣，并進(jìn)行擬合。 物鏡通過(guò)電機(jī)控制，在垂直方向移動(dòng)，來(lái)掃描不同高度的樣品表面。由于白光的相干波長(zhǎng)很短，所以每次對(duì)焦焦平面的移動(dòng)范圍也很小。如下圖所示，焦點(diǎn)兩側(cè)強(qiáng)度迅速衰減。相機(jī)等間隔地采樣對(duì)焦前后數(shù)據(jù)，從而計(jì)算臺(tái)階高度。縱向：測(cè)量范圍：<2mm單次測(cè)量分辨率：3nm重復(fù)測(cè)量分辨率：<1nm線(xiàn)紋尺的檢定移相器作用：辨別測(cè)量鏡（工作臺(tái)）的移動(dòng)方向，需用可逆計(jì)數(shù)器，為了倍頻細(xì)分方便，需要輸出相位差90°的兩路信號(hào)（1）平行平面玻璃板（2）翼形板（3）階梯板其他金屬膜偏振移相《現(xiàn)代精密儀器設(shè)計(jì)》，李慶祥，清華大學(xué)出版社等厚干涉原理及應(yīng)用1、原理當(dāng)波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射到厚度為e的空氣薄膜表面時(shí)，在薄膜上下兩個(gè)表面反射的光線(xiàn)1和光線(xiàn)2的光程差為由上式可知，光程差取決于產(chǎn)生反射光的薄膜的厚度，同一干涉條紋對(duì)應(yīng)著相同的空氣膜的厚度，故稱(chēng)為等厚干涉。干涉條件：2、劈尖用單色平行光垂直照射空氣劈尖，由于在同條紋下的薄膜厚度相同，形成干涉條紋為平行于劈棱的一系列等厚干涉條紋。（1）劈棱處e=0,暗條紋

（2）第k級(jí)暗紋處劈尖厚度，由得，2、劈尖（3）相鄰暗紋劈尖空氣厚度差（4）相鄰條紋間距l(xiāng)r2、劈尖（5）劈尖的應(yīng)用5.1測(cè)量微小物體的厚度將微小物體夾在兩玻璃片間，形成劈尖，用單色平行光照射。2、劈尖（5）劈尖的應(yīng)用5.2檢測(cè)待測(cè)平面的平整度由于同一條紋下的空氣薄膜厚度相同，當(dāng)待測(cè)平面上出現(xiàn)溝槽時(shí)條紋彎曲。光學(xué)平板玻璃 待測(cè)平面 平面玻璃表面有缺陷，其為凹（凸）痕，深（高）度為h。則在劈尖干涉中，h與入射光波波長(zhǎng)λ、相鄰條紋的間距b、由缺陷產(chǎn)生的條紋變形寬度a之間的關(guān)系為已知入射光波波長(zhǎng)，通過(guò)劈尖產(chǎn)生的平行條紋測(cè)量出b、a，即可由上式計(jì)算出△h。2、劈尖（5）劈尖的應(yīng)用5.3接觸式干涉儀旋轉(zhuǎn)兩平面夾角、改變下平面的位置都可以使得條紋水平移