影响激光干涉仪测量精度的主要因素有哪些

如题所述

影响激光干涉仪测量精度的环境因素主要指:

1、    当前测量环境下的空气温度、湿度、大气压力,影响在空气中传播的激光波长。

2、    被测工件温度,影响被测对象的热膨胀量。本文不做分析,将在下篇细述。

激光干涉仪有单频激光干涉仪和双频激光干涉仪,二者都是采用外差干涉原理,而区别在于计算公式,如下所示:

单频激光干涉仪,线性测量的计算公式:L=Nλ/2,其中L为位移,N为干涉条纹数目,λ为激光波长。

双频激光干涉仪,线性测量的计算公式:

其中L为位移,t为时间,△f为由于运动而引起的频移,λ为激光波长。

------------------ 激光波长影响分析 ------------------

结合激光干涉仪两个线性测量的公式同时进行分析:

1、  单频激光干涉仪,若移动半个激光波长,光电探测器将采集到明暗变化1次,干涉条纹数目则N+1,该项几乎不会引入误差。而双频激光干涉仪,△f在时间上积分的结果相当于N,同样也几乎不会引入误差。

2、  两个公式都含有激光波长λ,而λ的精度直接取决于波长的稳定度,通常要高于线性测量精度指标一个量级,即≤0.05ppm。所以在标准空气参数的环境条件下,理论上L的线性测量精度也应该为0.05ppm,然而通过Edlen公式可以获知激光波长λ会受到环境因素的影响,参见表1,所以实际应用中L的线性测量精度标为0.5ppm不无道理。

表1  激光波长稳定度和环境因素对波长的影响

综上,对环境因素进行综合考量,最坏的情况下将会给线性测量精度引入0.48ppm的误差。

所以,暂且可以得出下面的结论:

1、 激光干涉仪线性测量精度主要取决于激光波长稳定度和环境因素;

2、 单频激光干涉仪和双频激光干涉仪在线性测量精度上并无本质区别;

3、 若不考虑被测对象因素的影响,激光干涉仪在线性测量过程中,误差主要来源是由环境因素导致的。

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第1个回答  2017-11-02
1)激光频率稳定性 在激光干涉仪中,将激光波长作为长度基准,激光频率变化直接影响测量结果。
2)大气折射率
3)死程误差 在零位时,激光干涉仪两相干光的还有一段光程差,这一段光程差称为死程。死程的变化会引起测量误差,死程误差是激光干涉仪的一项重要误差。
4)余弦误差 在测定三坐标测量机的定位误差时,需仔细调整,使光束与滑座的运动方向平等。
5)脉冲当量误差 激光干涉仪显示的最小一个数所对应的量值称为脉冲当量。
6)细分误差 在干涉条纹一个周期内由插细分不均匀引起的误差。
7)阿贝误差 为避免阿贝误差,需将角隅棱镜的顶点调整到所测的直线上,否则由于滑座的角运动误差引起阿贝误差。本回答被网友采纳
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