激光干涉仪平行度测量原理与方法
激光干涉仪测量方法
或 =∑
某一目标位置的反向偏差为 ，即
= ↑－ ↓
沿轴线或绕轴线的各目标位置的反
在某一目标位置的单向定位标准不确定度的估算值为 ↑ 或 ↓即
↑=
∑(
)
()
或
=
(
∑
)
(
)
某一目标位置的单向重复定位精度为 ↑或 ↓，即
↑ = 4 ↑或 ↓ = 4 ↓
( 3) 确定采集移动方式采集数据方式有两种:一种是线性循环
采集方法，另一种是线性多阶梯循环方法。GB17421 评定标准中采用 线性循环采集方法。测量移动方式: 采用沿着机床轴线快速移动，分 别对每个目标位置从正负两个方向上重复移动五次测量出每个目标 位置偏差，即运动部件达到实际位置减去目标位置之差。
（图2） ( 2) 确定测量目标位置根据GB17421 评定标准中规定，机床规 格小1 000mm 取不少于10 个测量目标位置，大于1 000mm 测量目标 位置点数适当增加，一般目标值取整数，但是我们建议在目标值整数 后面加上三位小数。主要考虑机床滚珠丝杠的导程及编码器的节距所 产生的周期误差，同时也考虑机床全程上各目标位置上得到充分地采 集。
沿轴线或绕轴线的任一位置 的重复定位精度的最大值。即
R↑ = max ［ ↑］，R↓ = max ［ ↓］
R = max ［ ］ 轴线单向定位精度A↑或A↓，即 A↑ = max ［ + 2 ↑］ － min ［ － 2 ↑］ 或 A↓ = max ［ ↓ + 2 ↓］ － min ［ ↓ － 2 ↓］ 轴线双向定位精度A，即 A = max ［ ↑ + 2 ↑; ↓ + 2 ↓］ － min［ ↑ － 2 ↑;
( 4) 评定方法采用双向计算方法进行评定机床的位置精度。目
任务三使用激光干涉仪检测数控机床直线滚动导轨的平行度
（2）填写测量步骤表格（表4-26）
序号 1 2 步骤名称 操作内容
3
4 5 6
7
8
6.思考题 （1）激光干涉仪检测数控机床导轨直线度的原理是什么？ （2）数控机床导轨直线度测量的正确步骤是什么？ （3）安全操作激光干涉仪有哪些注意事项？ （4）如何正确保养激光干涉仪？ （5）激光干涉仪测量数控Байду номын сангаас床导轨垂直度的原理是什么？ （6）测量数控机床两条垂直轴的垂直度误差需要用哪些光学 元件？ （7）激光干涉仪检测数控机床十字滑台导轨平行度的原理是 什么？ （8）数控机床十字滑台导轨平行度测量的正确步骤是什么？
图4-56 轴1在水平方向直线度测量布局俯视图
图4-57 轴2在水平方向直线度测量布局俯视图
二、应用激光干涉仪测量十字滑台线性导轨平行度
1.光学元件的固定与安装（表4-15）
序号 表4-15 光学元件的固定与安装步骤 安装步骤 图示
1
直线度干涉镜到安装在固定块上
2
磁力表座安装在轴1导轨的滑块上
表4-16 十字滑台线性导轨平行度数据分析 序号 测量软件的使用方法 打开“短距离直线度测量” 软件，见图再点击 “ 分析数 据”，进入下一步的界面 图示
1
2
点击 “ 打开 ” ，找到轴 1 水 平方向直线度数据文件 “ 轴 1.stx”
3
点击“分析数据”，再点击 “线性平行度”
4
点击 File2 的 “ 改变 ” ，将 文件“轴2.stx”添加进去
5
测量软件将自动给出两个轴的 数据图表和平行度数据。两个 直线度图形是由最小二乘法数 据拟合所得到的。平行度数据 的正负符号取决于打开两个文 件的顺序
6
放大看两个平行轴的平行度数 据
[整理版]迈克尔逊激光干涉仪测量原理
![[整理版]迈克尔逊激光干涉仪测量原理](https://img.taocdn.com/s3/m/676db8d059f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924cf.png)
迈克尔逊激光干涉仪测量原理激光器是60年代初期出现的一种新型光源，激光是从激光器发射出来的光，它与普通光源发出的光不同，具有亮度高，方向性、单色性和相干性好等特点。
自从氦氖激光器出现以后，用激光干涉法测量长度的技术取得了很大进展。
目前已广泛应用于精密长度计量（包括线纹尺、光栅检定、精密丝杠动态测量、振动测量等）、精密机床控制以及高精度电子精密机械设备的精密定位等方面。
在精密长度计量或电子精密机械设备定位技术中，迈克尔逊激光干涉仪是常用的一种型式，其原理如图9-34所示。
由氦氖激光器发出的激光，经过准直透镜变为一束平行光，投射到半透明半反射镜B上，光束被分成两路。
一路反射光a被反射到固定反射镜M1 ，另一路反射光b射向可动反射镜M2 。
M1和M2 又分别把两束光反射回半透明半反射镜B表面会合，由于B到M1 和M2 的距离不相等，两束光a和b的传播就产生了光程差，如果在P处设置一观察屏，两束光就在观察屏P上叠加产生干涉，可以看到明暗相间的干涉条纹。
两束光在观察屏P中心处相遇时产生干涉，干涉的结果，是两束光互相加强还是互相减弱或抵消，则由这两束光的光程差ΔL决定（光程等于光所走过的几何路程与介质折射率的乘积，空气的折射率近似等于1）。
由图9-23可见，a、b两束光到达观察屏P中心的光程差为ΔL = 2( BM2 – BM1) = 2( Lm-Lc) (9-6)当光程差ΔL为激光波长λ的整数倍时，即ΔL = Nλ（N为正整数）（9-7）则两束激光相互加强，在观察屏P中心处出现亮条纹。
当光程差ΔL为激光半波长奇数倍时，即（9-8）则两束激光相互抵消，在观察屏P中心处出现暗条纹。
若将动反射镜M2 移动距离L到M 2 ，由于光束b光程的变化，观察屏P中心处的干涉条纹将出现明暗交替变化。
显然，当M2移动λ/2距离时，干涉条纹就明暗交替变化一次。
若在观察屏中心处记录下明暗交替变化的次数N，那么，就可测量出M2 移动到M 2 所经过的距离L，即（9-9）这就是迈克尔逊激光干涉仪测量长度的公式。
激光干涉仪测量原理
激光干涉仪测量原理激光干涉仪是一种基于干涉原理的测量仪器，主要用于测量长度、角度和平面度等。
它通过利用激光的干涉现象，实现高精度测量。
激光干涉仪有多种类型，包括腔长度干涉仪、双光束干涉仪和多光束干涉仪等。
激光干涉仪的原理基于干涉现象，即光的波动性质，当两束光线相遇时，在空间中形成干涉图案。
这个干涉图案的形状和光线的相位差有关，而相位差又与参考光线和测量光线的路径差有关。
在激光干涉仪中，激光器产生的强度稳定且单色的激光通过分束器被分成两束光线，一束作为参考光线，另一束被引导到待测物体上，形成测量光线。
当测量光线经过待测物体反射或透射后再次与参考光线相遇时，两束光线会发生干涉现象。
干涉现象会产生干涉条纹，这些条纹反映了两束光线间的相位差，从而反映了待测物体上的形状、位移或折射率等信息。
为了更好地观察干涉条纹，激光干涉仪通常使用干涉仪，例如迈克尔逊干涉仪或菲涅尔干涉仪。
在迈克尔逊干涉仪中，参考光线和测量光线分别通过反射镜和半透镜被反射或透射，然后再次相遇形成干涉条纹。
在菲涅尔干涉仪中，参考光线和测量光线分别通过透镜和透明棱镜后再次相遇。
为了测量待测物体的形状、位移或折射率等信息，需要通过改变参考光线和测量光线的光程差来修改干涉图样。
常见的方法是通过改变光程差来改变干涉环的位置或数量。
光程差可以通过调整反射镜或透镜的位置来实现。
通过测量干涉条纹的位置和数量的变化，可以获得待测物体的形状或位移的信息。
激光干涉仪具有高精度、高分辨率和快速响应的特点，因此被广泛应用于各种测量领域。
例如，激光干涉仪可用于测量长度、角度和平面度等机械工件的精度。
它还可以用于光学元件的制造和表面形貌的测量。
此外，激光干涉仪还可以应用于光学实验、光学校准和科学研究等领域。
总之，激光干涉仪是一种基于干涉原理的精密测量仪器。
它通过利用激光的干涉现象来实现高精度测量，并广泛应用于各种测量领域。
激光干涉仪在工业界和科学研究领域具有重要的应用价值。
激光干涉仪检测平行度的方法
激光干涉仪检测平行度的方法《激光干涉仪检测平行度的方法》激光干涉仪是一种用于测量光程差的仪器，广泛应用于工业领域中对平行度的测量。
平行度是指两个平面之间的相对姿态偏差，常被用于评估工件制造过程中的精度和质量。
在实际工作中，精确测量物体的平行度是非常重要的，因为偏离平行的物体会导致部件与设备的不匹配，从而影响产品的精度和功能。
本文将介绍一种使用激光干涉仪来检测平行度的方法。
首先，需要准备一台激光干涉仪，以及待测物体和支撑系统。
激光干涉仪通常由激光发生器、分束器、反射器和干涉场镜等组成。
待测物体和支撑系统可以是精密加工的平行块或平行导轨，确保其表面光滑，没有明显的缺陷或杂质。
首先，将激光干涉仪放置在一个稳定的台面上，以确保其不受外界振动的干扰。
然后，将激光束从激光发生器中发出，并由分束器将其分成两束。
一束经过反射器反射，然后射向待测物体的一个表面，而另一束直接通过分束器射向对应的表面。
接下来，观察干涉场镜中的干涉图案。
干涉图案是由两束光产生的干涉而形成的，其形状和干涉条纹的数量取决于待测物体的平行度。
如果待测物体是完全平行的，则干涉条纹将呈现平行的形状。
如果待测物体存在平行度偏差，则干涉条纹将出现扭曲、错位或形状不规则的情况。
通过调整待测物体的姿态，可以观察到干涉图案的变化。
如果待测物体的平行度不符合要求，可以根据干涉图案的变化来调整其姿态，直到干涉图案呈现平行形状。
此外，还可以借助计算机和图像处理软件来分析干涉图案。
通过将干涉图案转换为数字图像，并进行图像处理算法，可以快速检测出干涉条纹的数量、间距和形状，从而 quant 获得待测物体的平行度偏差值。
综上所述，激光干涉仪是一种非常有效的工具，可以用于检测平行度。
通过观察和分析干涉图案，可以快速准确地确定待测物体的平行度偏差并进行调整。
这种方法不仅具有高精度和可靠性，而且操作简便，适用于大多数平行度测量的场景。
测量平行度误差的各种方法讲解
测量平行度误差的各种方法讲解一、基本概念平行度误差是指在被测对象或被测物体的平行壁面之间的平面度量测结果与理论值之间的差异。
测量平行度误差的目的是评估被测对象或被测物体的设计、制造和装配质量。
二、测量方法1.直尺测量法：该方法主要是运用直尺密封被测平面，然后使用游标卡尺或游标测微计测量直尺上离该平面最远的两个点的距离，即为该平面与基准平面的高度差。
重复测量几个不同位置的点，取平均值即可得到平行度误差。
2.垂线仪测量法：该方法适用于较大尺寸的平面度测量。
首先在被测平面上选择几个垂直于基准线的点，然后测定这些点到基准线的距离。
通过这些距离的差异来评估平行度误差。
3.镜面反射法：使用高精度的平面镜，将被测平面与镜面平行放置，并通过反射光线的方法观察被测平面。
通过调整被测平面的高度，使其与镜面上的参考线重合，从而得出平行度误差。
4.光干涉法：基于干涉仪原理，使用激光干涉仪或白光干涉仪对被测物体的平行度进行测量。
通过干涉条纹的变化来评估平行度误差。
5.光电测晶法：使用光电方法对被测平面上的晶体进行测量。
被测平面的平行度误差会导致晶体成像位置的变化，通过测量晶体成像位置的变化来评估平行度误差。
三、精度要求测量平行度误差时，不能只关注误差值的大小，还需要考虑误差的精度要求。
通常情况下，根据被测对象的尺寸、表面质量和使用要求，来确定适用的测量方法和相应的精度要求。
一般来说，高精度测量要求使用更精确、更复杂的测量方法。
四、注意事项1.测量环境要清洁，以避免灰尘或其他杂质对测量结果的影响。
2.测量过程中要注意选择适当的试验装置或参考基准，以确保测量结果的准确性。
3.测量时要使用恰当的测量工具，以保证测量的可靠性和重复性。
4.测量结束后，要及时对测量装置进行维护和校准，以确保其准确性和稳定性。
综上所述，测量平行度误差的方法有很多种，选择适当的方法取决于被测对象的尺寸、表面状况和要求的精度。
在测量过程中需要注意环境清洁、选择适当的试验装置、使用合适的测量工具，并及时对测量装置进行维护和校准。
孔和轴的平行度检测方法
孔和轴的平行度检测方法一、直接测量法直接测量法是一种常用的孔和轴平行度检测方法。
该方法使用直线测头或激光测头进行测量，可以测量出孔和轴的相对位置偏差。
具体步骤如下：1.将直线测头或激光测头放置在工件孔或轴的中心位置。
2.调整测头的角度，使其与工件轴线平行。
3.移动测头，测量孔或轴的直径，并记录下测量值。
4.反转测头，测量另一侧的孔或轴的直径，并记录下测量值。
5.比较两次测量的结果，计算出孔和轴的平行度误差。
二、间接测量法间接测量法是一种通过测量孔和轴的直径和相对位置来计算平行度误差的方法。
该方法使用卡尺或千分尺等测量工具进行测量，可以测量出孔和轴的直径和相对位置。
具体步骤如下：1.使用卡尺或千分尺等测量工具测量孔和轴的直径。
2.使用塞尺或间隙规等测量工具测量孔和轴之间的间隙。
3.根据测量的结果计算出孔和轴的平行度误差。
三、光学检测法光学检测法是一种利用光学原理进行孔和轴平行度检测的方法。
该方法使用光学显微镜或激光干涉仪等光学仪器进行测量，可以高精度地测量出孔和轴的相对位置偏差。
具体步骤如下：1.将工件放置在光学显微镜或激光干涉仪的载物台上。
2.将显微镜或干涉仪调整到与工件轴线平行的位置。
3.观察显微镜或干涉仪的显示屏，测量孔和轴的位置偏差。
4.根据测量的结果计算出孔和轴的平行度误差。
四、探针测量法探针测量法是一种利用触针在工件表面移动来测量孔和轴平行度的方法。
该方法使用电感测微器或激光位移传感器等测量仪器进行测量，可以高精度地测量出孔和轴的位置偏差。
具体步骤如下：1.将工件放置在测量仪器的载物台上。
2.将触针放置在孔或轴的中心位置。
3.调整触针的角度，使其与工件轴线平行。
4.移动触针，测量孔或轴的位置偏差。
物理实验技术中的激光干涉测量技巧
物理实验技术中的激光干涉测量技巧激光干涉测量技术在物理实验中被广泛应用，具有高精度、非接触、高速测量等特点。
本文将介绍激光干涉测量技术的原理、常见应用以及相关的技巧。
一、激光干涉测量技术的原理激光干涉测量主要利用激光的波动性以及光的相位差来测量被测量体的形状、振动、位移等参数。
具体而言，激光束从激光器发出后经由光学系统进行整形、调节，并通过分束镜将激光分成两束光线，分别射向被测量体的不同部位。
被测量体上的反射光线再经由反射镜汇聚到合束镜并通过合束镜合并成一束，最终再通过干涉仪的光程差计算出被测物体的形状、位移等参数。
二、激光干涉测量技术的应用1. 表面形貌测量：激光干涉测量技术可以用于测量各种物体的表面形貌，如微观表面粗糙度、形状等。
通过激光干涉测量技术可以获取高精度、非接触的表面形貌信息，对于材料加工、制造工艺等领域具有重要意义。
2. 振动测量：激光干涉测量技术可以用于测量物体的振动状态，如机械结构的振动、声学振动等。
通过激光束的干涉效应可以实时地观测物体的振动状态，并得到相关参数，对于振动分析与控制具有重要意义。
3. 位移测量：激光干涉测量技术可以用于测量物体的位移。
通过激光束的干涉效应可以实时地测量物体的位移，具有高精度、高灵敏度的特点，可以应用于位移传感、结构变形检测等领域。
三、激光干涉测量技术的技巧1. 技术参数的选择：在进行激光干涉测量时，需要根据被测对象的特点选择合适的激光波长、功率、光斑直径等参数。
不同的被测对象需要不同的技术参数来保证测量的准确性和稳定性。
2. 光路设计与调整：激光干涉测量技术中的光学系统是非常重要的，合理的光路设计和调整对于获得准确的测量结果至关重要。
要注意对光路的稳定性、光斑的均匀性、光束的聚焦等问题，以保证测量的精度和可靠性。
3. 干涉信号处理：激光干涉测量所得到的干涉信号含有丰富的信息，但也伴随着一定的噪声。
因此，在信号处理时需要注意对干涉信号进行滤波、放大、数字处理等操作，以提高信噪比和测量精度。
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激光干涉仪平行度测量原理与方法
激光干涉仪是一款功能强大的几何量检测仪器，可以测量线性定位、直线度、垂直度、平行度、角度等多个参数，很多朋友熟悉线性定位测量，但是对于平行度测量却不太清楚，今天就给大家讲解如何进行平行度测量。
▲SJ6000激光干涉仪
1、平行度测量原理
平行度测量由两组直线度测量组成，两次测量都以直线度反射镜的光学轴为参考基准。
需要说明的是，要得到两轴的平行度，要在两个正交平面内沿每个要被比较的轴测量直线度。
因此，平行度或平行线测量实际是四次直线度测量，每次的步骤和方法同测量直线度一样，如下图所示。
得到平行度的计算公式为：
线性平行度=|θ1−θ2 |
其中，θ1为第1运动轴的斜度，θ2为第2运动轴的斜度。
第一步（测第1运动轴）
第二步（测第2运动轴）
▲ 平行度测量的光路原理构建图
2、数据采集和处理
按照上面的分析，平行度测量分成正交平面内的两次直线度测量，在同一个面内的测量分两步：第一步测量其中一轴的直线度，其方法跟直线度测量一样；第二步测量另一轴的直线度。
每次测量后均把以共同反射镜为参考基准所采集的直线度数据保存。
最后根据上述四个直线度测量结果，计算得到两轴之间的平行度或平行线误差。
3、平行度测量用组件
平行度测量用到的激光干涉仪组件：平行度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、短直线度镜组（或长直线度镜组）、SJ6000静态测量软件等组件构成。
Z 轴的平行度测量需增添可调转向镜。
4、平行度测量应用
数控机床/坐标测量机Ｘ、Ｙ轴上多导轨平行度
▲双直线导轨安装的平行度测量。