大影响激光干涉仪测量精度的因素
激光雷达测量仪精度校准方法的研究
激光雷达测量仪精度校准方法的研究吴博海(西安飞机国际航空制造股份有限公司 , 西安 710089 )[摘 要 ] 文章根据激光雷达测量仪结构及原理 , 提出了校准项目及校准方法 , 通过对仪器四周 24 个位置的双面测试和在大型测量机的帮助下与激光干涉仪的比对测试 , 实现全面校准的目的 , 为激光雷达测量仪的验收和校准提供依据 。
[关键词 ] MV260; 激光雷达测量仪 ; 校准 [中图分类号 ] TB921[文献标识码 ] B[文章编号 ] 1002 - 1183 ( 2010 ) 03 - 0001 - 04Study on Ca li bra t i o n M ethod for M ea s ur i n g Accuracy of La s er R ad arW U Bo - ha i( X i ′an A ir c r af t I n te r na tiona l Co r po r a tion, X i ′an 710089 , Ch ina )A b s tra c t : I n acco r dance w i th struc t u r e and p rinc i p le of la s e r rada r , ca l ib r a t ion item and m e t hod is p u t f o r wa r d . Th r oug h two face s check in 24 po s iti o n s a r ound th i s in s tru m e n t and con s trac t be t ween la s e r rada r and la s e r in t e r fe r om e t e r w i th the he l p of la r g e m e a s u r em e n t m a ch i ne, comp rehen s ive ca l ib r a t ion wa s rea l ized . b r a t i o n of la s e r rada r .Key word s : MV260; la s e r rada r ; ca l ib r a t ionThe r efo r e, it p r ovide s a theo r e t ica l ba s is fo r accep tance and ca l i 2 比利时 M e t ri cV is i o n 公司的 MV260 型激光雷达测 量仪是一种结合雷达的分布特性 、激光扫描技术和强 大 3D 软体功能的非接触式坐标测量系统 。
大影响激光干涉仪测量精度的因素完整版
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。
《互换性与测量技术A》题集_题集
《互换性与测量技术A》题集单选题（共30题）1.在制造业中，零件的互换性是保证产品质量的关键。
假设一家公司生产的螺丝钉有不同的标准规格，以下哪种检验方法最适合用来验证螺丝钉的互换性？A.外径测量B.硬度测试C.形状检验D.螺纹测量答案：D解析：螺钉的互换性主要依赖于其螺纹的标准化，因此螺纹测量是最直接的方法。
外径测量和硬度测试虽然重要，但不能直接反映互换性。
形状检验也不完全满足要求。
2.在电子产品的生产过程中，电路板的尺寸精度是至关重要的。
若某电路板的长宽公差为±0.1毫米，哪个测量工具最适合用于保证其尺寸精确性？A.游标卡尺B.千分尺C.激光测距仪D.外径规答案：B解析：千分尺能够精确测量物体的小尺寸，适合用于电路板的微小公差要求。
游标卡尺虽然也可以测量，但精度较低。
激光测距仪适用于远距离测量，外径规不适合电路板这种平面的测量。
3.在汽车制造中，发动机部件的互换性直接影响到整车性能。
假设某部件的质量标准为500克，以下哪个方法最可靠地检查其质量？A.目测检查B.用手称量C.电子称重D.水浸法答案：C解析：电子称重提供了最准确的质量测量，远超过目测和手称量的精度。
水浸法不适用于固体物体的质量测量。
4.在制药行业，药品的剂量必须严格控制。
若一款药品的每个胶囊应含有250毫克的有效成分，哪种测试方法最能确保每个胶囊的剂量合格？A.色谱分析B.物理外观检查C.静态电荷测量D.硬度测试答案：A解析：色谱分析是用于检测药物成分含量的高精度方法，能够有效保证每个胶囊的剂量合格。
物理外观检查和硬度测试不足以保证剂量的准确性，静态电荷测量与药品剂量无关。
5.在航空航天领域，飞行器的部件需要经过严格的尺寸测量。
以下哪种设备最适合用于测量复杂形状部件的三维尺寸？A.二次元测量仪B.三维激光扫描仪C.游标卡尺D.数字万用表答案：B解析：三维激光扫描仪可以高精度地捕捉复杂形状部件的三维数据，适合航空航天领域的严格要求。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用一、激光干涉仪的原理及特点激光干涉仪是一种通过激光光束的干涉现象来测量长度、角度、位移等物理量的仪器。
其原理是利用激光器发射出的一束平行光束，经分束器分成两束光，分别射向被测量的表面，当两束光线并行射向被测表面时，其中一束光线通过反射或透射产生光程差，再经干涉，使两束光合成发生干涉条纹。
通过干涉条纹的形成和移动来测量被测量器件的长度、角度、位移等信息。
激光干涉仪具有高精度、非接触、快速测量、适用于不同材料和形状的表面等优点。
激光干涉仪在机床精度检测中得到了广泛的应用。
1. 几何误差检测在机床的使用过程中，由于零部件的磨损、变形以及装配误差等原因，会导致机床发生几何误差，进而影响加工精度。
激光干涉仪可以通过测量机床各部位的位移和形态变化，实时监测机床的几何误差，准确地识别机床的变形情况，以及对机床进行实时调整和修正，保证机床的加工精度。
2. 运动精度检测机床在加工过程中是需要进行各种轴向或者回转的运动，而这些运动需要保证其稳定性和精度。
激光干涉仪可以通过测量机床各轴的运动轨迹和变换，提供准确的运动精度数据，及时发现运动中的误差和振动，帮助调整机床的运动参数，保证加工的精准度。
3. 工件加工精度检测除了机床本身的精度，工件的加工也是影响加工精度的重要因素。
激光干涉仪可以通过测量工件的表面形态、平整度等参数，判断工件的加工质量，为机床运行参数的优化提供准确的数据支持。
1. 高精度激光干涉仪可以实现亚微米级别的精度，远高于传统的测量方法，可以满足精密加工对精度的要求。
2. 非接触激光干涉仪的测量过程是无需接触被测物体的，可以保证被测物体的表面不受干扰，避免了因接触而带来的误差。
3. 高效率激光干涉仪的测量速度快，可以实现实时监测和测量，提高了机床精度的调整效率。
4. 适用性广激光干涉仪适用于各种不同材质和形状的表面，可以满足不同机床和工件的精度检测需求。
四、激光干涉仪在机床精度检测中的发展前景随着人工智能和大数据技术的发展，激光干涉仪将更加智能化、自动化，可以通过数据分析和处理，实现机床的智能维护和优化，进一步提高机床的稳定性和精度。
激光干涉仪日常使用需注意的事项
激光干涉仪日常使用需注意的事项激光干涉仪是一种用于测量长度变化以及形状改变的精密测量工具。
在实际应用中，使用激光干涉仪需要注意以下事项：1. 安全使用激光干涉仪使用激光技术，因此在使用时需要注意安全问题。
特别是在激光发射时，应尽量避免激光束直接照射人眼，因为激光对眼睛具有破坏性。
使用激光干涉仪时，应戴上适当的防护眼镜以保护双眼。
在连接器和接口处还需注意检查线路是否正确连接，避免发生短路，防止发生电击事故。
2. 操作注意事项使用激光干涉仪进行测量时，应注意以下操作事项：2.1 清洁镜面由于测量精度的高要求，激光干涉仪需要保证测量位置的光路通畅，因此需要在使用前定期清洁镜面。
清洁时应注意使用干净的棉布或专门清洁镜面的纸巾来擦拭，不能使用普通的纸巾和织物等材料，以免刮伤镜面。
2.2 避免光源遮挡在进行测量时，应避免被测物体遮挡光源，这样会导致干涉光路无法正常形成，造成测量误差。
2.3 避免环境光干扰激光干涉仪在环境光较强的情况下容易受到干扰，会导致测量结果失准。
因此使用时应尽量避免在有直射光线的地方使用。
在使用时应关闭室内强光源、卸下手表和首饰等反光性物体，并在测量的时候采用防干扰措施进行保护。
2.4 保持仪器水平使用激光干涉仪时应保持仪器水平，尽量避免颠簸和震动，因为任何形式的移动和震动都会对测量结果产生干扰，导致误差增多。
3. 仪器维护激光干涉仪是一件精密仪器，在日常使用中，要注意长期维护和保养。
需要定期对激光干涉仪进行检查和校准，以确保测量结果准确。
在仪器存放时，要尽量保持仪器干燥、不受潮湿、不受环境温度引起的影响。
以上是使用激光干涉仪时需要注意的几个方面，只有在细心用心的操作下，才能够更加准确稳定地获取到精度精细的测量结果。
使用激光干涉仪进行长度测量的技巧与注意事项
使用激光干涉仪进行长度测量的技巧与注意事项激光干涉仪是一种常用的精密测量设备，广泛应用于科技研究、工程测量和制造领域。
它通过使用激光干涉原理，可以实现高精度的长度测量。
然而，使用激光干涉仪进行测量并非易事，需要掌握一些技巧和注意事项。
本文将介绍一些常用的技巧与注意事项，以帮助读者正确地使用激光干涉仪进行长度测量。
首先，在使用激光干涉仪进行测量前，要确保仪器处于良好的工作状态。
检查激光源是否正常工作，激光束是否稳定，以及干涉信号是否清晰。
如果有异常情况，需要及时修复或更换设备。
此外，应在使用过程中避免仪器受到撞击和振动，以免影响测量结果的精确性。
其次，在进行测量时，要注意调节测量系统的各项参数。
首先，要调整光源的功率和聚焦距离，使激光束能够精确照射到被测物体上。
然后，根据被测物体的特点选择合适的测量范围和放大倍数，以确保干涉信号的清晰可见。
此外，还需要调整干涉仪的分束板和叠加板，使干涉图样对称清晰，以便准确地读取测量结果。
在进行测量时，还需要注意环境因素对测量结果的影响。
激光干涉仪对温度和空气流动比较敏感，因此应尽量在稳定的温度条件下进行测量，并避免有风的地方。
此外，需要注意避免干扰源的存在，如强光和电磁场等，因为这些干扰源可能会导致干涉信号的变化，从而影响测量的准确性。
另外，为了获得更准确的测量结果，可以采取一些提高精度的措施。
首先，测量前应对被测物体进行清洁，以避免因灰尘或污渍对测量结果产生误差。
其次，可以采用多点测量的方法，将多个测量值取平均，以降低随机误差的影响。
此外，可以通过对比和校准的方式，确定测量系统的零点，从而提高测量的绝对精度。
最后，使用激光干涉仪进行测量时，要注意数据的处理和分析。
首先，要合理选择数据采集的频率和时间间隔，以充分反映被测物体的变化情况。
其次，对于连续变化的信号，可以进行插值或拟合处理，以获得更精确的测量结果。
最后，要注意对测量结果进行误差分析，评估测量的精确性和可靠性，并及时修正和改进测量的方法和装置。
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。
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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。
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/《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：
角度( ) 误差() 角度( ) 误差()
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
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。
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（L测量长度，单位：m）精度，远远超出设备的线性标称精度（L测量长度，单位：m）。