大影响激光干涉仪测量精度的因素完整版
激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析
激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析摘要: 使用( renishaw ) 激光干涉仪对一台立式铣床的定位精度进行了测量。
在启用和关闭机床环境补偿系统的条件下, 得出了两组相差较大的实验数据。
通过对激光干涉仪在测量中的误差进行分析, 找出了定位精度变化的原因和相关数据的变化范围。
由于数控机床热变形的不稳定性和测量方法的多样性, 到现在为止, 国内还没有统一的检验通则用来评定机床的热误差大小。
目前, 用来评定机床性能的主要依据之一是机床轴线的定位精度和重复定位精度的大小。
能够用于检测数控机床几何误差的检测方法有很多:一维球列测量法、球柄仪测量法和激光干涉仪测量法等。
但在生产实践中, 考虑到检测设备对测量精度、稳定性以及通用性等要求, 国内外生产厂家都采用激光干涉仪测量法来评定数控机床的轴线定位精度大小。
在使用激光干涉仪进行线性定位误差测量时, 分光镜或反射镜之一保持静止, 另一个光学元件沿着线性轴线运动。
图1中, 分光镜静止不动, 反射镜沿着预定的方向运动。
误差分析激光干涉仪是一种高精度的计量仪器, 自身的精度很高, 但在使用时会受到环境、安装条件、机床温度和线膨胀系数不准确等诸多因素的影响, 从而降低了测量精度。
激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差包括激光干涉仪的极限误差e1、安装误差e2 和温度误差e3 用激光干涉仪实现高精度定位主轴头和控制系统补偿的位置误差方面, 大型加工中心的定位精度要求为数百分之一毫米。
采用ML10激光干涉仪就能达到要求。
航空工程工业加工大型整体部件和大型轻合金模具都需要X轴和Y轴行程达数米的加工中心。
平面度、角度和位置精度测量ML10提供的测量范围完全能满足各种不同要求:可以测量导轨的垂直度和水平平直度,主轴头的定位精度,正交轴的角度和回转轴的定位精度。
激光干涉仪便可自动测量主轴头的位置偏差。
ML10是测量大型加工中心平直度与定位精度最好且精度最高的测量装置。
用激光干涉仪测量数控机床主轴误差新法从激光干涉仪检验的内容来看，从最初的单独测量机床各轴的位移精度，扩展到分别测量定位精度、直线度、平行度、垂直度等，再到现在使用分布体对角线测量法测量机床的三维整体性能。
基于80m测量装置的双频激光干涉仪系统精度及影响因素分析
基于80m测量装置的双频激光干涉仪系统精度及影响因素分析Accuracy and In fluencing Factors about the Dual-frequenc yLaser Inter ferometer System Based on80m Measurement Device冷玉国 陶 磊 徐 健(青海省计量检定测试所,青海西宁810001)摘 要:双频激光干涉仪是一种以波长为标准对被测长度进行度量的仪器,经常作为长度测量标准使用,但影响其系统精度的误差因素很多。
本文基于80m大长度测量装置对双频激光干涉仪系统精度以及影响因素进行分析。
关键词:测量装置;双频激光干涉仪;系统精度;影响因素1 引言80m测量装置是由中国计量科学研究院长度计量科学与精密机械测量技术研究所正在筹建中的大尺寸计量仪器的实验室基准,建成后此基准可以比较完整地解决标准钢卷尺、基线尺、激光干涉仪、测距仪等的长距离校准问题以及激光跟踪仪、经纬仪组合系统等便携式坐标测量仪器的实验室校准问题。
本文旨在以80m大长度测量装置为基础,来对影响双频激光干涉仪系统精度的各种误差因素进行分析。
2 系统精度及影响因素表1 误差来源误差分类误差因素系统精度固有误差激光波长是电气误差是光学件的非线性是环境补偿是环境误差材料的热膨胀是光学件的热漂移是死区误差是安装误差阿贝误差是余弦误差是这里的80m大长度测量装置,采用的测量标准为Agilent5530型(原HP公司)的长距离双频激光干涉仪,线性精度能达到0 4PPM,测量分辨率为0 1 m。
由于此测量装置采用的是三路激光干涉仪同时测长的方法,可以实时测量长导轨的直线度并补偿阿贝误差,使得在工作台的任意位置上都能达到同轴同向的测量精度。
但影响双频激光干涉仪系统测量精度的误差因素很多,一些是由工作环境引起的,一些是由安装调试引起的。
这些误差可分为定值误差和变值误差。
在这里变值误差用 m/m表示,它是测量距离的函数。
测绘技术中常见的影响测量精度的因素与处理方法介绍
测绘技术中常见的影响测量精度的因素与处理方法介绍测绘技术是现代科学技术与工程技术的结合，广泛应用于土地规划、城市建设、水利工程等各个领域。
在测绘过程中，测量精度是一个非常重要的指标，它直接关系到工程的质量和可行性。
本文将介绍测绘技术中常见的影响测量精度的因素以及相应的处理方法。
1. 仪器精度仪器精度是测绘中非常关键的一个因素。
仪器的精度会影响到测量结果的准确性和稳定性。
因此，在进行实际测量时，需要对仪器进行精度测试和校准。
一般来说，仪器精度可以通过使用标准设备进行比对测试，或者进行多次重复测量来评估。
如果仪器的精度不够高，可以采取一些处理方法来提高测量的准确性。
例如，可以使用多台相同类型的仪器进行测量，然后取平均值，这样可以减少仪器误差的影响。
另外，还可以通过仪器校正或调整来提高精度，比如校正光电仪器的视轴误差、调整水平仪器的平衡等。
2. 观测误差观测误差是测绘中不可避免的一个因素。
它可能由于环境、人为因素以及仪器本身的误差等多种原因导致。
为了减少观测误差对测量结果的影响，可以采取一些处理方法。
首先，需要在观测前进行环境检查，确保测量现场的环境稳定和符合测量要求。
例如，检查天气状况、地面状况等。
其次，在观测过程中，需要注意观测仪器的稳定性和精度。
比如，要避免仪器受到振动的影响，以及观测人员的动作干扰。
此外，还可以通过重复观测和数据处理来减小观测误差。
例如，可以进行多次观测，然后取平均值或使用统计方法进行数据处理。
3. 大地控制点精度在大地控制点的选择和测量中，精度是非常重要的。
大地控制点的精度不仅影响到局部地区的测量结果，还会对整个工程的结果产生影响。
为了提高大地控制点的精度，可以采取一些措施。
首先，应该选择合适的大地控制点，以确保其精度符合要求。
其次，在大地控制点的测量中，需要使用精密仪器进行观测，并严格遵循测量规范和操作规程。
此外，为了提高大地控制点的稳定性和可靠性，可以采用定期校正和检验的方法进行监测。
激光干涉仪的使用中常见问题解析
激光干涉仪的使用中常见问题解析激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，广泛应用于科研、工程和制造等领域。
但在使用过程中，常常会遇到一些问题。
本文将针对激光干涉仪的使用中常见的问题进行解析，帮助读者更好地使用这一仪器。
一、激光干涉仪显示模糊的解决办法有些时候，在使用激光干涉仪时，仪器的显示可能会模糊不清。
这很有可能是因为激光器光路不稳定造成的。
解决方法有两种，第一种是调节光源，确保稳定和强烈的激光输出。
第二种方法是检查光路，排除光路中可能存在的干扰源，如灰尘、杂散光等。
二、干涉图案不稳定的解决方案另一个常见问题是干涉图案的不稳定性。
这可能是由于环境的震动和干扰造成的。
为解决这一问题，有几种有效的方法。
首先，将激光干涉仪放置在较为稳定的环境中，远离震动源，如机械设备。
其次，可以采用隔振台来减小仪器的震动。
最后，注意调整仪器的参数和位置，确保其可以获得稳定且清晰的干涉图案。
三、激光干涉仪的校准问题使用激光干涉仪测量时，有时会发现仪器的数据与实际测量值存在偏差。
这很可能是由于激光仪器的校准问题导致的。
所以，在使用激光干涉仪之前，一定要进行校准。
校准的方法包括调整干涉仪的零点偏差以及校正仪器的非线性误差等。
只有进行了正确和精确的校准，才能获得可靠和准确的测量结果。
四、干涉仪的呈现方式选择激光干涉仪的干涉图案有多种不同的呈现方式，如横条纹、点状图案等。
选择合适的呈现方式可以使得读取和解析干涉图案更为便利。
在实际应用中，需要根据具体测量的要求和需要，选择合适的干涉图案呈现方式，并通过仪器自带的软件进行调节和设置。
五、激光干涉仪使用中的安全注意事项在使用激光干涉仪时，安全是至关重要的。
首先，要注意避免激光直接照射眼睛，以免对眼睛造成伤害。
同时，要避免触摸激光器和激光器光路等部件，以免引发意外伤害。
此外，还应注意防护设备的使用，如佩戴适当的防护眼镜和手套，以确保人身安全。
总之，激光干涉仪在科研和工程领域中扮演着重要的角色。
激光干涉仪测量距离和表面精度
激光干涉仪测量距离和表面精度激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，可用于测量距离和表面精度。
通过利用光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现高精度的测量。
本文将介绍激光干涉仪的原理、测量距离和表面精度的方法，以及激光干涉仪在不同领域中的应用。
激光干涉仪是基于光波的干涉现象进行测量的仪器。
光波的干涉是指两束或多束光波相遇时发生的波的叠加现象。
激光干涉仪通过将激光分成两束，一束作为参考光束，一束照射到待测物体上反射回来作为待测光束，再将两束光波进行干涉，通过测量干涉条纹的变化来获得距离和表面精度的信息。
激光干涉仪的测量距离的原理基于光波的干涉，利用干涉条纹的变化来获得物体到仪器的距离。
当两束光波相遇时，它们会发生干涉，干涉条纹的间距和形态会随着物体到仪器的距离的变化而改变。
通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体到仪器的距离。
这种测量方法具有高精度和高分辨率的特点，适用于微小距离的测量。
激光干涉仪的测量表面精度的方法基于光波的干涉，利用干涉条纹的形态和间距来获得表面精度的信息。
当光波照射到物体表面时，由于表面的形态和光的反射特性的影响，干涉条纹的形态和间距会发生变化。
通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体表面的精度。
这种测量方法具有高精度和高分辨率的特点，适用于表面平整度和粗糙度的测量。
激光干涉仪广泛应用于多个领域，如制造业、科学研究和地质勘探等。
在制造业中，激光干涉仪可用于检测零件的尺寸和形状，以及测量零件表面的精度。
在科学研究中，激光干涉仪可用于研究光学现象、材料的性质和微小物体的运动。
在地质勘探中，激光干涉仪可用于测量地表的高程和形态，以及探测地下的岩层和地下水位。
总结一下，激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，可用于测量距离和表面精度。
通过利用光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现高精度的测量。
通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体到仪器的距离和物体表面的精度。
激光干涉仪精准校正方法改良方案_
激光干涉仪精准校正方法改良方案_激光干涉仪是一种常用于测量光的相位差和长度差的精密仪器。
它是基于光的干涉原理工作的，利用激光光束经过光学元件的分光、合光、反射和透射，产生干涉现象，并通过检测干涉图案来进行精确的测量。
然而，激光干涉仪在使用过程中可能会出现一些误差和不准确性，因此需要进行校正。
本文将提出一种改良方案，旨在提高激光干涉仪的精准校正方法。
首先，我们将重点关注光路的稳定性。
激光干涉仪的精确性受到光路的稳定性的极大影响，因此稳定的光路是实现精准校正的关键。
本改良方案建议使用高质量的光学元件，并对其进行定位和固定，以确保光学元件的位置稳定。
此外，使用高效的光束质量调整技术，如自适应光学系统，可以有效提高激光束的传输质量和稳定性。
其次，我们将改进干涉图案的检测和分析方法。
干涉图案是判断激光干涉仪是否精确校正的重要依据。
然而，对于复杂的干涉图案的分析和判断往往存在困难。
因此，在本改良方案中，我们建议利用计算机视觉和图像处理技术对干涉图案进行自动化分析和判断。
通过使用高分辨率的相机和图像处理算法，可以提高干涉图案的检测精度和分析准确性。
同时，我们将引入自适应控制系统来实现在线校正。
传统的激光干涉仪校正通常需要手动操作，这可能会引入误差和不确定性。
因此，本改良方案提议使用自适应控制系统来实现在线校正。
通过引入传感器和反馈控制技术，系统可以自动感知和调整光学元件的位置和参数，从而实现精确的校正。
这样可以大大减少人为因素对校正效果的影响，提高校正的精准性和稳定性。
此外，我们还将探索新的校正标准和方法。
传统的激光干涉仪校正通常采用干涉图案的空间频率参数作为校正的标准。
然而，这种标准可能不适用于所有应用场景。
因此，本改良方案建议根据具体应用需求，探索新的校正标准和方法。
例如，可以通过引入空间角频率、相位误差等参数来衡量和校正光路的精准性。
最后，本改良方案还提出将自动校正方法应用于激光干涉仪的生产制造过程。
传统的激光干涉仪校正通常在使用过程中进行，这可能会导致生产制造过程中的潜在问题被忽略。
激光干涉仪自动校准五轴加工中心及测量误差分析
激光干涉仪自动校准五轴加工中心及测量误差分析发布时间：2021-07-08T07:49:20.450Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：汤李炳[导读] 近年来，我国的综合国力的发展迅速，激光干涉仪是用特定、稳定的激光束和波长，来测量位移的高精密测量系统。
五轴加工中心的技术含量高、精度高，用于加工复杂零件的高效率的自动化机床，除了X、Y、Z三个基本直线轴外，还有A轴转头和B轴转台。
其准确度按照国家标准和技术规范来评定，常见的如两点法、最小二乘法、VDI3441技术规范、国家标准GB10931等。
汤李炳浙江凯达机床股份有限公司浙江诸暨 311800摘要：近年来，我国的综合国力的发展迅速，激光干涉仪是用特定、稳定的激光束和波长，来测量位移的高精密测量系统。
五轴加工中心的技术含量高、精度高，用于加工复杂零件的高效率的自动化机床，除了X、Y、Z三个基本直线轴外，还有A轴转头和B轴转台。
其准确度按照国家标准和技术规范来评定，常见的如两点法、最小二乘法、VDI3441技术规范、国家标准GB10931等。
要保证加工中心的指标在要求的范围内，才能达到的最理想的加工准确度，若偏差超出范围，那么加工零件的质量就得不到有效控制。
激光干涉仪自动测量机床的误差后，可通过手动输入或连接ＲS232接口对线性误差进行自动补偿。
如此自动循环的重复测量、补偿后，可以改善加工中心的运动位置偏差，使其达到最佳状态。
本文还对影响激光干涉仪测量误差的常见因素进行了简单分析。
如激光束和镜组与数控轴保持准直(即与运动轴平行)，即余弦误差，激光束与运动轴之间没有准直造成测量值与实际值的差异;阿贝误差的存在，是因为测量方法不满足阿贝原则“测量轴线在基准轴线的延长线上”的定义;回转轴与分度器不同心或不平行引起的弧秒或正弦误差。
关键词：激光干涉仪；自动校准五轴加工中心；测量误差分析引言加速度计正在被越来越多地应用于机械制造、车辆船舶、航空航天等众多科研和工程领域。
干涉仪相位差测量精度及其影响因素分析
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ；ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ；ｉ ｎ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
间相 位差 测量 精度 问 题展 开讨 论 ， 建 立 了相 关 的数 学
ｌ 干涉 仪 通 道 间 相 位 差 的 测 量 方 法
第２ ９卷第 ２期
航 天 电子 对抗
３ ５
干涉 仪 相 位 差 测 量 精 度 及 其 影 响 因素分 析
石 荣 ， 阎 剑， 张 聪
（ 电 子 信 息 控 制 国 家重 点 实验 室 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ ６ ）
摘要 ： 准确 获取接 收 通 道 间信 号 的相 位 差信 息是 干 涉仪 高精 度 测 向的 重要 条件 之 一 。
０ ห้องสมุดไป่ตู้引 言
干涉 仪测 向在 频谱 监 管 、 电 子侦 察 等 领 域 应 用广
对 于干 涉仪测 向应用 的分 析论证 与 实际工 程使 用具有
一
定 的参考 意义 。
泛 。大量 文献对 干 涉仪测 向的工作 原理 、 设计 准 则 、 数 据处理 流 程 与 使 用 方 法 等 各 个 方 面 进行 了 全 面 的 阐
述＿ １ 一 ａ ３ ， 部 分 文献 还 对 干 涉仪 相 位 测 量误 差 和 测 向精 度 问题 进行 了分 析 Ｉ ５ ］ ， 但 是 目前从 普 遍 意 义 上来 探 讨 干涉 仪相 位差 测 量精 度 与 主 要 影 响 因 素 的并 不 多 。 本 文 主要针 对干 涉仪 对 单频 电磁波 测 向应 用 中的通道
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大影响激光干涉仪测量
精度的因素
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
6大激光干涉仪影响因素，提高数控机床检测准确度全靠它了！
激光干涉仪是精度最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，通过与不同的光学组件结合，可以实现对各类机床的线性、角度、平面度、直线度（平行度）、垂直度、回转轴等参数的精密测量，并能对设备进行速度、加速度、频率-振幅、时间-位移等动态性能分析，在相关软件的配合下，可自动生成误差补偿方案，为设备误差修正提供依据。
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。
今天我们来扒一扒引起激光干涉仪测量误差的部分原因。
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。
角度、偏置距离引起的误差表（单位：um）
上表可得：角度1″在500mm偏置距离下引起的误差大约是2.40um。
来个实际案例：以检测机床时不同安装高度为具体说明。
线性镜组安装距工作台10cm：
线性镜组安装距工作台30cm
线性镜组安装距工作台50cm
实验结果：按GB/T17421.2《机床检验通则》2000版分析标准得出结果，镜组安装高度偏离设备运动轴线越远，检测结果中重复精度以及定位精度就越差。
正确方式：设备校准时线性镜组的安装高度应该尽量靠近被测轴，使激光光束与运动轴重合（或尽量靠近），减小阿贝误差。
扩展：SJ6000激光干涉仪用户在进行两台同类设备定位精度的对比时，应该进行同轴比对，即共用线性镜组，这样才具有可比性。
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。
1000mm示值因环境温度、压力、空气湿度各自变化引起的示值变化量（单位：um）
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。
上图为在测长机上架设激光干涉仪用于检测量块的实际案例。
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。
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，误差也跟着显着增加，如下表所示：
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。
4、死程误差
死程误差是在线性测量过程中与环境因素改变有关的误差，在正常状况下，死程误差并不大，而且只会发生在定标后以及测量过程中的环境改变。
当测量时系统定标为L
1
，若干涉镜及反射镜之间没有动作，且激光束四周的环境
状况有所改变，整个路径(L
I +L
2
)的波长（空气中）都会改变，但激光测量系统只会对
L 2距离进行补偿。
因此，死程测量误差会由于光束路径L
1
没有获得补偿而产生。
处理方法：在设定定标位置时，固定反射镜和移动镜组应尽量彼此邻接，以此减
小死程误差。
5、镜组的安装细节
将镜组固定牢靠
为了最小化振动作用并加强测量稳定性，镜组应牢靠固定到所需的测量点上；磁力表座应直接吸住机床底座，避免吸装在机床护罩或机床盖等较薄弱的部分；确保吸装的表面平坦且没有杂质。
6、正确使用精度
上图是中国计量科学研究院检测SJ6000激光干涉仪线性位移的数据，这表明SJ6000激光干涉仪在正确的安装手段、正确的环境补偿、稳定的测量环境下即使70米距离都能满足0.1Lum（L测量长度，单位：m）精度，远远超出设备的线性标称精度0.5Lum（L测量长度，单位：m）。