用光波干涉法测量精加工表面平面度
光学测量技术在加工质量检测中的应用
光学测量技术在加工质量检测中的应用随着现代制造业的发展，对于产品质量的要求越来越高。
而光学测量技术作为一种高精度、非接触的测量技术，被广泛应用于加工质量检测中。
本文将主要介绍光学测量技术在加工质量检测中的应用。
一、光学测量技术的基本原理光学测量技术是利用光学原理进行测量的一种测量技术。
主要包括以下几种：1.光干涉测量技术光干涉测量技术是利用光波的干涉现象进行测量的一种方法。
通常通过将测量物与参考物分别作为两个反射镜的构成，测量两者相对位置的变化能够得知物体的尺寸变化。
2.激光干涉测量技术激光干涉测量技术是利用激光束进行测量的一种方法。
将光线注入到工作区中，使光束穿过被测物体，通过测量器测量光的相位差异，以此推导出被测物体的长度或高度等物理参数。
3.光散斑测量技术光散斑测量技术是利用光束经过散斑时的散射现象进行测量的一种方法。
通过观察散斑呈现的形态及其变化，以此推导出被测物体的形位参数。
以上几种光学测量技术均具有高精度、高速度、高可靠性、非接触性等优点。
由于这些优点，光学测量技术在加工质量检测中得到了广泛的应用。
二、光学测量技术在加工质量检测中的应用1.光学显微镜技术在微观质量检测中的应用利用光学显微镜等光学测量设备，可以对微观零部件进行高精度的形态和尺寸检测。
其应用范围涵盖了数据存储、微电子、半导体、医疗器械、生物等领域。
这些领域中的零部件尺寸往往非常小，而且形状也非常复杂，需要高精度的光学测量技术来检测其质量。
2.激光测距技术在总装质量检测中的应用利用激光干涉测量技术可以进行高精度的测距。
例如，在汽车总装过程中，需要对不同位置的零部件进行高精度的定位，在此过程中通常使用激光测距技术进行测量，以确保车辆各组件的精准安装。
3.光学投影测量技术在大型质量检测中的应用在大型质量检测中，往往需要同时检测多个参数，如尺寸、形状、角度等。
这时候使用光学投影测量技术可以快速、准确地测量多个参数。
例如，在汽车行业中，通常使用光学投影测量技术对汽车车身进行质量检测，以确保汽车的尺寸、形状、角度等符合标准要求。
激光干涉仪检测数控机床线性精度探讨
激光干涉仪检测数控机床线性精度探讨一. 概述激光干涉仪，以激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量工具，激光干涉仪可用于精密机床定位精度、重复定位精度、微量位移精度的测量，为机床误差修正提供依据。
使用激光干涉仪检测机床各项误差并进行修正是传统测量手段难以实现的技术，是大幅度提高数控机床的加工精度的关键措施。
二. 使用激光干涉仪校准机床的必要性首先,新机床出厂前都要进行定位精度和重复定位精度以及反向间隙的检测,现在大多使用激光干涉仪进行.其次,机床使用一段时间后,由于丝杠的磨损和其它原因,精度会逐渐丧失,这时需要使用激光干涉仪进行精度的再校准.最后,激光干涉仪还可以进行其它项目的检测,例如直线度,垂直度,角度等.。
三. 激光干涉仪测量原理激光器发射单一频率光束射入线性干涉镜，然后分成两道光束，一道光束（参考光束）射向连接分光镜的反射镜，而第二道透射光束（测量光束）则通过分光镜射入第二个反射镜，这两道光束再反射回到分光镜，重新汇聚之后返回激光器，其中会有一个探测器监控两道光束之间的干涉。
若光程差没有变化时，探测器会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。
若光程差有变化时，探测器会在每一次光程变化时，在相长性和相消性干涉的两极之间找到变化信号，这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。
四. 激光干涉仪线性测量步骤（1）安装设置激光干涉仪（2）将激光束与被测量的轴校准（3）启动测量软件，并输入相关参数（如材料膨胀系数）。
（4）在机床上输入测量程序，启动干涉仪测量，并记录数据。
（5）用测量软件分析测量数据，生产补偿文件。
光束快速准直步骤（1）沿着运动轴将反射镜与干涉镜分开。
（2）移动机床工作台，当光束离开光靶外圆时停止移动。
垂直光束调整（3）使用激光头后方的指形轮使两道光束回到相同的高度。
（4）使用三脚架中心主轴上的高度调整轮使激光头上下旋转，直到两道光束都击中光靶中心。
平面度检测方法
平面度检测方法
在工业生产中，平面度是一个非常重要的质量指标，它直接影响着零件的装配质量和使用性能。
因此，对零件的平面度进行准确的检测是非常必要的。
下面将介绍几种常用的平面度检测方法。
首先，最常见的方法是使用平面度测量仪器进行检测。
平面度测量仪器通常采用激光干涉仪原理，通过测量被测平面与参考平面之间的高度差来确定平面度。
这种方法精度高、操作简单，适用于各种材料的平面度检测。
其次，还可以使用投影仪进行平面度检测。
投影仪可以将被测平面投影到屏幕上，通过目测或图像处理软件来判断平面度。
这种方法操作简便，适用于一些较大尺寸的零件，但精度相对较低。
另外，还可以采用比对法进行平面度检测。
将被测平面与一个标准平面进行比对，通过观察两者之间的间隙来判断平面度。
这种方法需要较高的操作技巧，但适用于各种形状和材料的零件。
除了上述方法，还可以使用平面度测量尺进行检测。
平面度测量尺是一种专用的测量工具，可以直接测量被测平面的高低差，具
有较高的测量精度，适用于各种材料的平面度检测。
综上所述，平面度检测是工业生产中非常重要的一环，而选择
合适的平面度检测方法对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
不同的方法各有优劣，需要根据具体情况进行选择，以确保平面度
检测的准确性和可靠性。
希望以上介绍的方法对大家有所帮助，谢
谢阅读。
精密超精密加工作业--平面度测量(精)
光束平面法
基点的选取
基点的选取主要根据所能利用的工艺为依据，可按照以下几种方法选 取： (1)工艺只加垫片，则选最高三点为基准，其余数据全为负值，负多 少，则加多少垫片。 (2)工艺只能打磨，则选最低三点基准，其余数据为正值，正多少， 则打磨多少。 (3)工艺既可加垫片，又可打磨，则可优化自动选三点基准，使其加 工量最小。 (4)关键点在中央区，则可选取中央区为基准。 (5)关键点在边缘区，则可选边缘区为基准。 (6)数据结果有平面度有效值，偏差峰峰值，平均平面，标准等参数 供选取。
测量方法
连通器两边用软管连接，用传感器测量页面高度。测量 时首先将连通器两边放在被测平面同一位置上。调整传感器 零位。然后将一边固定，另一边逐点移动到选定的测量点进 行测量，记录各点相对零位的差值。
液平面法
特点及应用范围
可测不连续的平面 可测大平面 工作液有粘度，测量时间长 对温度变化敏感 适用于测量精度较低的大平面
光束平面法
特点
高精度，该系统可在R≤40m范围内，保证0.001mm的精度，传 统的方式一般在0.01-0.1mm精度。 测量范围大，因激光无挠影响，故可测量R≤40m的平面。 人为误差小，传统办法测量时，不同操作人员因钢丝松紧、 人工读数等人为因素，数据受人为因素影响较大。而激光测量法 由仪器自动读取数据，人为误差大大减小。
代入下式即可计算出平面度 δ =（b/a)＊(λ /2) 式中 δ 一平面度 a一干涉带宽度 b一干涉带弯曲度 λ 一光波波长
平晶干涉法
特点及应用范围
仪器简单 操作方便 测量面积小 测量精度高 主要用于测量小平面，如量 规的工作面和千分尺测头测 量面的平面度误差
打表测量法
测量原理及方法 打表测量法是将被测零件和测微计 放在标准平板上，以标准平板作为 测量基准面，用测微计沿实际表面 逐点或沿几条直线方向进行测量。 打表测量法按评定基准面分为三点 法和对角线法：三点法是用被测实 际表面上相距最远的三点所决定的 理想平面作为评定基准面，实测时 先将被测实际表面上相距最远的三 点调整到与标准平板等高；对角线 法实测时先将实际表面上的四个角 点按对角线调整到两两等高。然后 用测微计进行测量，测微计在整个 实际表面上测得的最大变动量即为 该实际表面的平面度误差。
直接从干涉条纹读出平面度误差值的测量方法
平面度误差检测
二、平面度误差检测方法
5、间接测量法（节距测量法）
使用水平仪、自准直仪等仪器在被测量有预先拟定的若干 测量面上，以节距法进行测量，得到被测点相对测量基准量值。
平面度测量常用布点形式有米字型和网格型，主要用于间接测量。
采用封闭“米”字形布点进行测量的方法，亦称对角线法。
采用呈封闭网格形布点进行测量的方法又叫环线法。
为所用光波波长 调整平晶使出现 3~5条干涉带
调整平晶使干 涉带数为最少
平面度误差检测
二、平面度误差检测方法
3、液面法—— 适用于大平面的平面度误差测量。
采用罐式水平量器进行测量，是以 自然水平面作为测量基准。 测量方法：把两个罐式水平量a和b 用软管连通，放在被测表面上。根据在 连通器中只灌进某一种液体时，连通器 各部分的液面总是保持在同一水平面上 的原理而进行测量。取罐式水平量具a、 b在同一位置的示值作为零位示值，固定 量具a，按一定布点形式逐点移动量具b， 将测量示值与零位示值之差h乘2并进行 记录，其中最大值与最小值之差，即为 平面度误差值。
二、平面度误差检测方法
2、干涉法——适用于精研表面的平面度误差测量。
干涉法是以平面平晶的测量面为测量基面，直接 从干涉条纹读出平面度误差值的测量方法。如果被测 表面凹，则干涉条纹如下图（b、c）所示，其平面度 误差为： a f K f 2 b 2
a为条纹的弯曲度 b为条纹间距
K是光圈数
平面度误差检测
二、平面度误差检测方法
4、光束平面法——适用一般精度大平面的平面度误差测量
该测量方法是用光束平面作为测量基准。 测量时，将准直光管放在被测表 面上，并选定相距较远的三个点放置 瞄准镜靶，调整准直光管以光束瞄准 镜靶，确定光束平面。然后将镜靶依 次放在被测表面的各个测点上，测得 读数，以各测得值中最大值与最小值 之差，作为按照三点法评定的平面度 误差。
综合计量工考试：高级长度计量工及答案
综合计量工考试：高级长度计量工及答案1、单选在使用平晶时，如果用手触摸平晶时间过长，会使平晶平面度（）。
A.变凹B.变凸C.不变正确答案：A2、单选比较仪工作台面与测量轴线的垂直度应不大于（）。
A.3′（江南博哥）（或0.007/8）B.4′（或0.059/8）C.5′（或0.012/8）正确答案：C3、问答题简述测量上限为100mm的外径千分尺两测量面平行度检定方法？正确答案：测量上限为100mm的外径千分尺两测量面平行度检定时，采用一组4块平行平晶或量（尺寸差应为1／4螺距左右）依次检定。
若4个位置的平行度均合格，则认为两测量面在任何位置上的平行度合格。
4、单选下面是计量不确定度的几种定义，国际通用的定义是（）。
A.表征被计量的真值所处的量值所处的量值范围的评定B.用误差极限规定的各计算结果的分散性C.表示由于计量误差的存在而对被计量值不能肯定的程度正确答案：A5、问答题何为校准、调准、调整？正确答案：校准：在规定条件下，为确定计量器具示值误差的一组操作。
调准：按照所对应的被测量值，确定实物量具标记位置或计量器标尺标记（有时只是某些主要标记）位置的操作。
调整：为使计量器具达到性能正常，消除偏差而适于使用状态所进行的操作。
6、问答题在万能测长仪上，用比钩法测量孔径时，为何保证孔径的测量轴线与基准轴线相一致？正确答案：为保持被被测孔径的测量轴线与基准轴线相重合，必须进行以下调整，首先应调整工作台的水平位置，通过找最小转折点的方法使测量轴线与基准轴线相平行，然后可前后移动工作台以找最大转折点的方法来确定横向位置即可。
7、单选正确选择测量方法的原则是：既要保证测量的精度，又要（）适应。
A.合理B.经济C.最佳正确答案：B8、问答题当一台框式水平仪的分度值误差超过要求时，在什么情况下可以考虑重新标定该水平仪的标称分度值？根据什么来确定？正确答案：当分度值误差超过要求时，但任一分度的实际分度值比较接近情况下，可以考虑重新标定标称分度值。
平面度测量方法综述
平面度测量方法综述摘要：本文总结了目前国内平面度测量的各种方法，从基本原理和测量特点两方面对各种测量方法进行介绍，对已存在的各种平面度测量方法进行简要总结。
关键词：平面度；测量；原理一、平面度相关含义平面度是属于形位公差中的一种，指物体表面具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。
平面度误差是将被测实际表面与理想平面进行比较，两者之间的线值距离即为平面度误差值；或通过测量实际表面上若干点的相对高度差，再换算以线值表示的平面度误差值。
在传统的检测方法中，平面度的测量通常有：塞规/塞尺测量法、液平面法、激光平面干涉仪测量法（平晶干涉法）、水平仪/数字水平仪测量法、以及打表测量法。
二、常用测量方法介绍（一）塞尺测量法测量原理：将待测产品固定在基准平台，待检测面向下放置，贴合平台表面。
在产品边缘插入塞尺。
判定标准：间隙处使用塞尺，尺寸0.3以上不可塞入为合格。
例如，塞尺尺寸为0.3可以塞入超过0.3不可塞入，产品OK；若塞尺尺寸0.4可塞入，则产品NG。
该种测量方法有以下特点：塞尺主要用于间隙间距的测量，对平面度的测量只能进行粗测。
检测效率较低，结果不够全面，只能检测零件边缘。
（二）液平面法测量原理：液面法测量平面度误差以连通器的工作原理为基础，由于重力影响，连通器的两侧液面等高，以液体构成的平面作为测量基准，按照提前设定的布点测量出被测平面上各点相对测量基准的偏移量，经过数据处理进而获得平面度误差。
如图所示，连通器的两边A和B用软管2把液体连通，用传感器或液面计高器1测量液面的高度。
测量时，首先将连通器的两边放在被测平面的同一个位置上，调整两个传感器的零位。
然后，将其中一边固定在该位置上，另一边逐点移动到选定的测量点进行测量，同时记录各点示值相对于零位示值的差值。
将这些差值分别乘以二，获得各点相对于测量基准的偏移量，再把这些偏移量进行数据处理，用以评定平面的平面度误差。
该种测量方法有以下特点：1、适合于测量连续或者不连续的大平面的平面度；2、由于工作液体有一定的粘度，测量过程中要使连通器的两边的液位保持一定时间，故测量时间较长；3、由于液体对温度的变化非常敏感，使得实际测量中读数不准确，分散性大，故是用于测量精度较低的平面。
干涉法测量球面面形偏差
直镜的口径为320min，准直镜焦距2581mm，用三面互检法来标定参考平面的偏
差，测量结果显示面形误差最大P-V值为λ /20。仪器的测量精度可高达nm量级国外研究现状
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Zygo激光干涉仪：
DynaFiz™ GPI™系列 Verifire™系列 大口径激光干涉仪 波长拓展激光干涉仪 MetroPro®软件：
线性组合。
（3）波面拟合
选择Zernike多项式的理由如下：
（1）Zernike多项式在单位圆上正交； （2）Zernike多项式自身所特有的旋转对称性，使它在光学问题的求解过程中，一般 均具有良好的收敛性； （3）Zernike多项式与初级像差有着一定的对应关系。 Zernike多项式的拟合方法有最小二乘法、Gram-schimdt正交法以及Householder