高精度球體的快速幾何形狀測(cè)量方法

：橢圓度直徑波動(dòng)光 移測(cè)量誤差分離高速測(cè)量高精度球體幾：本提出雙探針無(wú)接觸式球圓度的測(cè)量方法。使兩探在相反的方向結(jié)果表明,這樣的設(shè)置可以測(cè)量高精度球不圓度和直徑變化小于10納米的不確介測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。隨著現(xiàn)代亞微米和納米級(jí)的超精密加工和處理方法,測(cè)量功能必須匹3D不適合球的圓度和旋轉(zhuǎn)位移測(cè)量，如視野有限,有限的橫向分辨率(外差激光儀),較低的測(cè)量速度等?；诜墙佑|式光學(xué)探針的圓度和單點(diǎn)旋轉(zhuǎn)位移測(cè)量由幾個(gè)研究小組過,也有相應(yīng)的被然而,并沒有法的優(yōu)勢(shì)在于高測(cè)量重復(fù)性,高吞吐量和相對(duì)較大的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍（10納米）?？梢詽M足超精密球旋轉(zhuǎn)位移和直徑變化測(cè)量的需求。光學(xué)探針測(cè)量精密球的圓由于其非接觸,基于分析工具的光學(xué)探針能夠高速測(cè)量,因此適合應(yīng)用程序單探針 移傳感器檢測(cè)表面的微小位移,圖1是光移傳感器的布局。傳感器能夠測(cè)量納米尺度位移。圖2顯示傳感器測(cè)量測(cè)試2803圖1圖2實(shí)驗(yàn)裝圖3圖42.3507050重復(fù)性。主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為10RPM,速度是61440樣本/秒多次測(cè)量確定系統(tǒng)誤Rr*cos(R

R2(r*sin)2)S(

其中r是軸和球的中心偏差，R是球的半徑，θ是旋轉(zhuǎn)的角度，S(θ)x是在X1Rr*cosS(

D()r*cosSx()R(

其中D(θ)表示位移量，δR(θ)δR(θ)是球概要。δR(θ)經(jīng)變化,

[akcos(k)bksin(kk

4180

[a2kcos(2k)b2ksin(2kk

2π/2l2l測(cè)量,求測(cè)量結(jié)果的和,余項(xiàng)為k=02l里l3l=48l2l2l518060.2μm。圖5圖6l=4,總共16個(gè)測(cè)量，置于分離角等于22.5度的極坐標(biāo)圖上。最大的系統(tǒng)誤差是0.18微米。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主軸徑向耗盡系統(tǒng)誤差的50nm。這意味著,在這種情7圖7圖8180°65在精密球的快速評(píng)估中雙探針法及其應(yīng)該單一循環(huán)參數(shù)如公式3和4所示,當(dāng)添加兩個(gè)相差180度的探測(cè)器的數(shù)據(jù),中心偏差和位移的變換的所有奇數(shù)項(xiàng)將自動(dòng)消除。Fig.2.381802.1.2圖9955可以歸因于這樣一個(gè)事實(shí):所有變換的常數(shù)項(xiàng)都消除了高精度球,高諧波結(jié)單探頭設(shè)置中,我們測(cè)量了精密球使用多個(gè)步驟的不圓度測(cè)量方