激光干涉仪检定规程草

激光干涉仪检定规程
1范围
本规程适用于激光干涉仪地首次检定、后续检定.
2引用文献
本规程引用下列文献：
JJF 1001 — 1998《通用计量术语及定义》
JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》
JJF1094—2002《测量仪器特性评定》
JJG xxxx-2005 <633nm激光波长检定规程〉（编号待批）
JJG xxxx-2005〈激光小角度测量仪检定规程〉（编号待批）
JJG 860-1994压力传感器检定规程
使用本规程时，应注意使用上述引用文献地现行有效版本.
3术语
激光干涉仪非线性：指激光干涉仪为了获得高分辨力，在对干涉条纹进行相位细分时引起地测长误差.
4概述
激光干涉仪是以激光波长为测量标准，进行位移，直线度，角度等儿何量测量地高精度、多功能计量仪器.它利用两束频率相同并具有固定位相差地激光束，或两束有微小固定频率差地激光束，一束作为参考光束，另一束作为测量光束，进行干涉测量地仪器.
工业激光干涉仪主要用于机床、加工中心、三坐标机等设备地检测，主要包括激光头，电箱（其中包括数据传输卡），光学组件，计算机，环境参数传感器、测量软件等.
5计量性能要求
5.1激光真空波长测量不确定度
激光真空波长地测量不确定度应优于6 xlO-3（k二2）.
5.2位移示值误差
5.2. 1标准空气条件下地位移测量地最大示值误差应优于±（0. 03+0. 5X10-6L） pm.
5. 2. 2使用空气参数补偿单元地位移测量最大示值误差应优于±（0. 03+1. 5x10^）^. 5. 3环境参数示值误差
5. 3. 1空气温度测量地最大示值误差应优于土0. 55°C.
5. 3. 2空气压力测量地最大示值误差应优于±240Pa.
5. 3. 3空气湿度测量地最大示值误差应优于±30%RH・
5. 3. 4材料温度测量地最大示值误差应优于土0. 1°C.
5.4角度分度误差
5.4. 1小角度地最大零起分度误差应优于：
二级：± (0.2+0. 2%) ”.
三级：± (0. 2+0.6%) ” .
5. 4. 2转台地最大分度间隔误差应优于±1".
5.5直线度测量示值误差
5. 5. 1短直线度测量地最大示值误差应优于土( 1%X R+0. 5pm+0. .
5.5.2长直线度测量地最大示值误差应优于土(2. 5%xR+5pm +0. 015M*un).
式中R:测量读数，测量时直线度干涉镜与直线度反射镜之间地距离(单位M)
5.6非线性
分辨率优于2nm地激光干涉仪地非线性应优于0.02pm
6通用技术要求
6.1外观
6.1」仪器表面应有清晰地制造厂名或商标、型号、出厂编号，并且标志应固定可靠.
6.1.2激光干涉仪地必要附件应齐全
6.1.3激光干涉仪地各工作表面不应有影响使用地锈蚀、碰伤、明显地划痕以及影响测量地
其它缺陷.光学部件地表面不应有水迹、油迹、灰尘、擦伤、霉点和麻点等，胶合面不应有脱胶现象，镀膜面应无脱膜腐蚀现象.
6.2仪器各部分相互作用
6.2.1各紧固部分应牢固可靠，各调整部分应灵活平稳，无卡滞和松动现象.
6.2.2激光头与分光镜组以及反射镜组之间地相互位置应调整方便，安置后应保持不变. 6.2. 3计算机与激光干涉仪系统地连接可靠，线路通畅.
6.3预热时间
激光干涉仪开启后20分钟内应进入稳定状态.
7计量器具控制
计量器具控制包括首次检定、后续检定.
7.1检定工程
激光干涉仪地检定工程见表1
7.2检定条件
7.2. 1检定前仪器应在规定地温度下恒温时间不得少于4小时.
7. 2. 2检定环境要求
位移测量：温度（20±l）°C. 直线度测量：温度（20+0. 5）°C. 非线性测量：温度（20±0.5）比.
气压传感器测量：温度（20±3）弋.
湿度传感器测量：温度（20±5）°C.
衷1检定工程和检定设备一览表
2.表中“ + ”表示必须检泄；"一”表示可以不检
7. 3检定方法
7. 3.1外观和相互作用
U力观察和手动实验.
7. 3. 2仪器预热时间
激光干涉仪电源开启到激光头进入稳定工作状态地时间间隔为仪器预热时间.使用钟表计时器记录仪器地预热时间.
7. 3. 3激光波长测量不确定度
激光波长检定根据“JJG xxxx-2005 633nm激光波长检定规程（编号待批）”进行.
7. 3. 4线性位移示值误差
使用测长不确定度0. Upm/m （k=2）地激光比长仪或标准激光干涉仪（以下简称标准激光干涉仪）作为标准器对被测激光干涉仪进行检测.
•调整测量光路，使被测激光干涉仪与标准激光干涉仪地光轴重合，同时与测量时地移动轴平行或重合.
使用气压p=101.324kPa,温度t=20°C,湿度f=50%地标准空气参数，分别置入标准
激光干涉仪和被测激光干涉仪中进行位移测量•测量地最大示值误差应符合 5.2.1地规定.
使用两至三组非标准空气参数，分别置入标准激光干涉仪和被测激光干涉仪中进行位移测量.测量结果地最大示值误差应符合5.2.2地规定
标准激光干涉仪和被测激光干涉仪在使用各自配套地空气参数传感器进行激光空气波长修正地条件下进行位移测量.测量结果地最大示值误差应符合5.2.2地规定.
•每项测量进行两至三次.
每个测程中，标准激光干射仪得到数据Li, L2....... L；被测激光干涉仪得到数
据11, 12, ......k被测干涉仪地示值误差Ai=li-Li.
7. 3. 5环境参数传感器示值误差
7. 3. 5. 1空气、材料温度传感器示值误差
•将被测激光干涉仪地空气、材料温度传感器与二等标准钳电阻温度计一同放入均匀性
0. 01°C地恒温槽.
•控制恒温槽地温度从5弋到40°C,每5°c-个点进行测量.
•测量时应在温度波动小于0. 01°C/2分钟地条件下，记录被测传感器和标准温度计地示值.
•被测传感器地最大示值误差应符合5. 3.1和5. 3. 4地规定.
7. 3. 5. 2气压传感器示值误差
气压传感器检测参照“JJG 860-1994压力传感器检定规程”，测量地最大示值误差应符合5. 3. 2地规定.
7. 3. 5. 3湿度传感器示值误差
使用标准湿度计和被测激光干涉仪同时测量空气湿度，被测量最大示值误差应符合
5. 3. 3地规定.
7. 3.6角度分度误差
7. 3. 6. 1小角度附件地零起分度误差
小角度附件地零起分度误差地检定参照“JJG xxx-2005激光小角度测量仪检定规程”.
7. 3.6.2回转台分度误差
将转台安置在多齿分度台面上，调至偏心量不大于10pm：将反射镜组安置在转台上，调整分光镜组与激光头至正常工作状态.按照激光干涉仪转台地测量程序进行测量，测量间隔约为10°.
数据处理由测量程序完成.测量结果应符合5. 4地规定.
7. 3. 7直线度示值误差
使用测量不确定度优于1.0v/m(22)地激光干涉仪作为标准，检测激光干涉仪地直线度误差.
将被测激光干涉仪地直线度干涉镜固定在被测激光干涉仪测量光路上地一个微动工
作台上，工作台地微动方向垂直于被测激光干涉仪光轴.
•标准激光干涉仪地光路位于被测激光干涉仪光路地平面内并垂直于被测激光干涉仪光轴.
•标准激光干涉仪地线性位移测量镜固定在被测激光干涉仪直线度干涉镜所固定地同一微动工作台上.
•微调微动工作台地位置，记录标准激光干涉仪测量地位移值和被测激光干涉仪地直线度测量值.
•测量范圉小于±2. 5mm.
•测量结果应符合5. 5规定地要求.
7. 3. 8激光干涉仪非线性
用拍频激光干涉仪测量被测激光干涉仪地非线性.
•将被测激光干涉仪放在拍频激光干涉仪测量光路地延长线上
•将被测激光干涉仪地线性位移测量反射镜放置在驱动拍频激光干涉仪角反射镜移动地同一微动工作台上.
•驱动微动工作台移动，同时记录拍频激光干涉仪和被测激光干涉仪所测量地位移值dfi 和d：.
•测量范围应大于0. 63pm.
•非线性地计算
根据测量数据，利用最小二乘法将数组df’和在拟合成以dfi为x坐标以di 为
纵坐标多项式曲线.并根据曲线地幅度得到被测激光干涉仪地非线性.
7.4检定结果处理
经检定符合本规程要求地发给检定证书，并给出检定条件，检定结论，有效期，测量结果及其扩展不确定度.
检定结果不符合本规程要求地发给检定结果通知书，并给出检定条件，测量结果及其扩展不确定度.
7.5检定周期
激光波长检定周期二年，干涉仪地检定周期二年，环境参数传感器检定周期二年.。