干涉法测几何量
激光干涉仪平行度测量原理与方法
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。
[精品]干涉法测几何量
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[精品]干涉法测几何量干涉法是一种高精度的测量方法，被广泛应用于各种物理领域，包括光学、声学和量子物理等。
在光学领域中，干涉法被用来测量微小的几何量，如长度、厚度和角度等。
下面我们将详细介绍干涉法测几何量的原理、方法和应用。
一、干涉法测长度的原理干涉法测长度的基本原理是利用干涉条纹来测量长度。
当两束光波干涉时，它们会在空间中形成明暗相间的条纹，这些条纹的间距与光的波长有关。
如果我们知道所用光的波长，就可以通过测量条纹的间距来计算被测物体的长度。
具体来说，假设我们有一个已知波长的光源和一块未知长度的透明介质，当光从介质的一端入射并从另一端反射回来时，两束光会在空间中形成干涉条纹。
通过测量条纹的间距和已知的波长，就可以计算出介质的长度。
二、干涉法测厚度的原理干涉法测厚度的基本原理与测量长度类似，也是利用干涉条纹来测量厚度。
假设我们有一个已知波长的光源和平行放置的两块透明介质，一块作为参考镜，一块作为被测镜。
当光从参考镜的一端入射并从另一端反射回来时，它会与从被测镜反射回来的光线发生干涉。
通过调整两块镜片之间的距离，可以使得明暗相间的条纹变得清晰可见。
通过测量条纹的间距和已知的波长，就可以计算出两块镜片之间的距离，进而得到被测镜的厚度。
三、干涉法测角度的原理干涉法测角度的原理是基于激光干涉仪的原理。
激光干涉仪是一种利用激光干涉现象来测量角度的仪器。
它的基本原理是将一束激光分成两束，通过反射镜和透镜等光学元件的组合作用，使这两束光在空间中发生干涉。
当反射镜或透镜稍微移动时，干涉条纹就会发生变化。
通过测量条纹的变化量和已知的激光波长，就可以计算出反射镜或透镜移动的角度，进而得到被测角度的大小。
四、干涉法测几何量的应用干涉法测几何量的应用非常广泛，例如在机械制造、光学元件加工和微纳加工等领域中都有应用。
在机械制造中，可以利用干涉法测量机械零件的长度、厚度和角度等几何量，以确保机械零件的精度和质量。
在光学元件加工中，可以利用干涉法测量光学元件的表面形貌和光学参数等，以确保光学元件的性能和质量。
干涉显微镜测量原理
干涉显微镜测量原理
干涉显微镜测量原理是一种利用光干涉现象进行测量的方法。
该原理基于干涉仪的原理，利用光波的干涉现象来测量待测物体的形状和大小。
干涉显微镜的基本构造包括两个反射镜和一个光源。
光源通过透镜聚焦，然后经过一个分束器分成两束光，分别照射到待测物体的两个表面上。
由于待测物体表面的形状不同，两束光在经过物体表面反射后会产生相位差。
当这两束光重新汇聚时，就会发生干涉现象。
根据干涉现象的原理，当两束光的相位差达到某一特定条件时，就会出现明暗条纹，从而可以通过观察这些条纹来推断待测物体的表面形状。
干涉条纹的形状和间距与待测物体的厚度或高度有关，因此可以通过测量干涉条纹的参数来确定物体的大小。
干涉显微镜还可以用于测量物体的表面粗糙度。
当待测物体表面粗糙时，反射光的相位差会随着表面不平整度的增加而发生变化。
通过观察干涉条纹的变化，可以推断物体表面的粗糙度。
总结来说，干涉显微镜利用光波的干涉原理进行测量，通过观察干涉条纹的形状和变化来推断待测物体的形状、大小和表面粗糙度。
这种测量原理对于微小尺寸的物体非常有效，因此在纳米技术和微电子学领域具有重要应用价值。
第4章 光学干涉测量技术
武汉大学 电子信息学院
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§4.1 干涉测量基础
（二）干涉条纹的处理方法 1、数字波面的获取 干涉仪检测光学元件面形，对获得的干涉图进行数字化转换，并 由计算机替代人眼进行判读，即为数字干涉法。在对模拟干涉图像进 行数字化转换后，需要提取干涉图上的条纹信息，即确定干涉条纹的 中心点坐标及干涉级次。一般处理过程需要如下几个步骤： (1)背景滤除：对原始图像进行预处理； (2)二值化：使干涉图变为二值化图像； (3)细化：保留条纹中心曲线，从而提取出条纹上点的坐标； (4)修像：去除细化图像中的干扰信息，修改间断点； (5)标记：对干涉条纹进行跟踪、标记不同条纹的干涉级次； (6)采样：用等间距采样现贯穿干涉图像区间，均匀设置采样点。 采样结束后即完成了对数字化干涉图像的图像处理过程，获得了 离散的、采样点基本均布的波面数据集合（x,y,p）。在经过后续的波 面拟合计算等可以得到波面数字分布。
光学测试技术
第四章 光学干涉测量技术
2013年5月26日
干涉技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。近年来，随 着数字图像处理技术的不断发展，使干涉测量这种以光波长作为 测量尺度和测量基准的技术得到更为广泛的应用。 在光学材料特性参数测试方面，用干涉法测量材料折射率精度 可达10-6；对材料光学均匀性的测量精度则可达10-7； 用干涉法可测量光学元件特征参数，用球面干涉仪测量球面曲 率半径精度达1μm，测量球面面形精度为1/100λ；用干涉法测量 平面面形精度为1/1000λ；用干涉法测量角度时测量精度可达 0.05″以上； 在光学薄膜厚度测试方面，用干涉法测厚的精度可达0.1nm； 在光学系统成像质量检验方面，利用干涉法可测定光学系统的 波像差，精度可达1/20λ，并可利用干涉图的数字化及后续处理 解算出成像系统的点扩散函数、中心点亮度、光学传递函数以 及各种单色像差。
几种评定平面度误差的计算方法
几种评定平面度误差的计算方法
平面度误差是指工件表面与一个参考平面之间的最大高度差，它是衡量工件表面平整程度的重要指标之一、在实际生产中，可以采用以下几种方法来评定平面度误差：
1.平板法：这是最常用的一种方法。
平板法是通过先选取一块平整度较高的平板，将待测工件与平板接触，观察其接触面与平板间的间隙情况来评定平面度。
一般情况下，采用滑动块、千分尺等仪器来测量间隙，进而计算平面度误差。
2.运动测量法：该方法利用光、电等传感器对工件表面进行扫描，实时测量得到工件各点的高度，从而分析工件表面的平整程度。
这种方法能够实现对整个工件表面的测量，但需要专用的测量设备和数据分析软件。
3.几何测量法：该方法通过利用激光干涉仪、投影仪等设备，将工件表面的几何形状投影到幕布或传感器上，再通过图像处理和数据分析来评定工件的平面度。
这种方法操作简单、实时性好，适用于工件边缘和曲面的平面度测量。
4.反射测量法：该方法利用反射光的原理，通过测量光线发生反射后的角度变化来评定工件表面的平面度。
通常通过使用光幕、棱镜等设备来测量反射光线，然后通过计算反射光线的角度变化来推算出平面度误差。
5.数字化测量法：近年来，随着计算机技术的快速发展，数字化测量方法得到了广泛应用。
该方法使用数字化测量设备，如三坐标测量机、光学扫描仪等，可以将工件表面的拓扑信息转化为数字化数据，通过数据分析和处理来评定工件的平面度误差。
数字化测量法具有高精度、高效率的特点，尤其适用于复杂形状的工件。
综上所述，以上是几种常见的评定平面度误差的计算方法。
不同的方法适用于不同的测量对象和实际生产环境，在具体应用中需要根据需要选择合适的方法来进行测量和评定。
激光干涉仪进行角度测量
SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术，实现各种参数的高精度测量。
通过激光热稳频控制技术，实现快速(约6分钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出，采用不同的光学镜组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量，并且可以进行动态分析。
SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。
通过与不同的光学组件结合，可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。
在相关软件的配合下，还可以对数控机床进行动态性能检测，可以进行机床振动测试与分析，滚珠丝杆的动态特性分析，驱动系统的响应特性分析，导轨的动态特性分析等，具有极高的精度和效率，为机床误差修正提供依据。
激光干涉仪角度测量方法1.1.1. 角度测量构建与线性测量原理一样，角度测量需要角度干涉镜和角度反射镜，并且角度反射镜和角度干涉镜必须有一个相对旋转。
相对旋转后，会导致角度测量的两束光的光程差发生变化，而光程差的变化会被SJ6000激光干涉仪探测器探测出来，由软件将线性位置的变化转换为角度的变化显示出来。
图1-角度测量原理及测量构建图2水平轴俯仰角度测量样图图3-2水平轴偏摆角度测量样图1.1.2. 角度测量的应用1.1.2.1. 小角度精密测量激光干涉仪角度镜能实现±10°以内的角度精密测量。
图4-小角度测量实例1.1.2.2. 准直平台/倾斜工作台的测量由于角度镜组的不同安装方式，其测量结果代表不同方向的角度值。
您可以结合实际需要进行安装、测量。
图5-水平方向角度测量图6-垂直方向角度测量在垂直方向的角度测量中，角度反射镜记录下导轨在不同位置时的角度值，可由软件分析导轨的直线度信息，实现角度镜组测量直线度功能。
第四章 光学干涉测量技术(武大)
光学干涉测量技术的优 缺点
光学干涉测量技术的优点
高精度测量：干涉测量技术具有极高的精度，能够实现纳米级甚至更精确的测量。 宽测量范围：干涉测量技术可以测量大范围的距离和角度，具有较广的适用范围。
抗干扰能力强：干涉测量技术不易受到环境噪声和其他电磁干扰的影响，测量稳定性高。
实时性：干涉测量技术可以实现实时测量，能够快缺点
对光源相干性要求高 对环境振动和稳定性要求较高 测量精度受多种因素影响 设备成本较高，操作复杂
光学干涉测量技术的发展趋势
微型化：随着微纳加工技术的进步，光学干涉测量系统的尺寸不断缩小，提高了测量精度和便携性。 智能化：集成人工智能和机器学习算法，实现光学干涉测量系统的自动化和智能化，提高测量效率和准确性。 多光谱多模式：开发多光谱、多模式的光学干涉测量技术，拓展测量范围和应用领域，满足不同领域的需求。 实时化：提高光学干涉测量技术的实时性，实现动态测量和实时反馈，提高测量效率和可靠性。
光学干涉测量技术是一种利用光的干涉现象进行长度、表面形貌、折射率等物理量测量的技术。
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它利用了光的波动性质，通过将待测物理量转化为干涉图的变化，从而实现了高精度、高分辨 率的测量。
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光学干涉测量技术具有非接触、高精度、高分辨率、高灵敏度等优点，因此在科学研究、工业 检测、医疗诊断等领域得到了广泛应用。
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干涉条纹的分析方法
干涉条纹的生成原理 条纹的形状和间距分析 条纹的移动和变化规律 条纹的定量分析和计算方法
光学干涉测量技术的分 类
时间相干性干涉测量技术
定义：利用时间相干性原理，通过测量光波的时间变化来获取干涉图样的 技术。
原理：利用光的波动性质，通过干涉现象测量光波的相位差，从而确定物 体的几何形状和物理性质。
干涉法技术在量块长度测量中的应用
丝塑，墨凰干涉法技术在量块长度测量中的应用张剑字(广东省计量科学研究院东莞分院，广东东莞523120)脯要】量块是重要的长度实物标准，它将长度单位传i董到工业生产的各个环节．在产品质量保证体系中发挥着重大作用。
本文基于光干涉原理，介绍了干涉法测量量块长度的基本原理，研究了量决长度测量的数字化千涉技术方法。
并在比基础上，详细分析介铝条纹法处理干涉图方法及技术分析。
鹾j套司量块；光于涉测量；条纹法1引言量块是一种高精度的端面量具，它以最简单的几何形状设计，最有利于加工出精确的尺寸。
其中一对相互平行的测量面之间的距离即为其工作长度。
我国与世界上其他国家一样，绝大多数都采用矩形横截面的长方体形量块。
在计量部门和工业校准实验室，它和其测量设备组成的检定系统为溯源国际米标准提供了一种重要手段，其作用在科学研究、工业生产中至关重要。
量块的长度常被用作计量器具的标准，通过它对长度计量仪器、量具和董规等示值误差的检定、对精密机械零件尺寸的测量和对精密机床、夹具在加工中定位尺寸的调整等方式，把机械制造中各种制成品的尺寸，与国家的以至国际的实现米定义所推荐的基准光谱辐射线的波长联系起来，以达到长度董值在全国和国际间的统一，使零件、配件都具有良好的互换性。
长度计量在国防科研和武器生产的质量保证体系中起着重要作用，因此世界各个国家十分关注这一研究领域的技7R进展。
本文介绍对基于干涉法的高等级量燃的测量方法及测量过程中的关键技术进行研究。
2干涉法测量■块长度的基本原理干涉仪输出的是一幅干涉图，借助于数学物理模型，可以将干涉图与多种被测参数相联系，从而实现测量相关的物理参数。
以干涉条纹小数部分重合方式，用光谱辐射线的波长直接测量被测量块的长度，是基于光波干涉理论。
21干涉条纹的小数部分重舍法小数重合法是用于量块高精度测量的主要方法。
1977年，蒂福德对小数重合法做了进—步发展，提出了一套完整的利用多波长尾数确定被测长度的分析方法．其中最重要的两个思想为无导孰绝对距离干涉测量技术发展提供了理论基础，这两个基本思想是合成波长链及利用其进行逐级精化测量结果。
一些常用的几何量计量专用名词的解释及英文对照
一些常用的几何量计量专用名词的解释及英文对照几何量计量专用名词一些常用的几何量计量专用名词的解释及英文对照.1 米（Metre,meter）国际单位制长度量的基本单位。
1983年第17届国际计量大会所通过“米”的新定义是：米是光在真空中1／299 792 458 s的时间间隔内所行进的路程长度。
注：该次大会还规定了米定义的三种复现方法（2002年进行了修正）。
①根据l=c0t关系式，由测出的时间t与给定的真空光速值c0复现长度值l；②根据λ＝c0/f关系式，由测出频率f与给定的真空光速值c0复现长度值l；③直接使用米定义咨询委员会推荐使用的激光的真空波长、光谱灯的真空波长或其他光源的真空波长中的任一种来复现。
2 波长（Wavelength）在一个周期T的时间内，波面传播的距离。
3 光谱线半宽度（Half-linear width）在该谱线上，光强为最大的波长与其光强只有最大值之半的波长两者间的差值。
4 线偏振光（Linear polarized light）光线矢量E沿着单一方向振动的光。
5 圆偏振和椭圆偏振光（Circular polarized light and elliplcallight）光的矢量的两个垂直分量之间具有相位差π／2时，称圆偏振光；具有其他相位差时称椭圆偏振光。
6 折射率（Refractive index）介质的折射率是真空中的光速c0与在介质中光束的传播速度c'的比值，即n＝c0/' c相应地，真空中光波的波长λ0在介质中变为λ'，而式中：υ－光的振动频率。
7 光的相干性（Light coherence）光波波场中，各个时刻到达空间各点的波列之间的相干情况称为光的相干性。
8 光程（Optical path）光线在某传播介质中通过的距离r与该介质折射率n的乘积，即l=1r。
9 光程差（Optical path difference）两束光线所通过的光程l1与l2之差，称为这两束光线的光程差，即=l1-l210 干涉场(Interference field)可观察到干涉图样的区域。
干涉法测量透镜的曲率半径
观察光的干涉现象，可以加深对光的波动性的认识，也可进一步了解并掌握诸如长度的精密测量、光测弹性和平整度，以及全息术等光学计量技术。
在科研和生产实践中，常常利用光的干涉法作各种精密的测量，如测量薄膜厚度、微小角度、曲面的曲率半径等几何量，也普遍用于磨光表面质量的检验。
“牛顿环”和“劈尖”是其中十分典型的例子。
“牛顿环”是牛顿在 1675年制作天文望远镜时，偶然将一个望远镜的物镜放在平板玻璃上发现的。
牛顿环属于用分振幅的方法产生的定域干涉现象，也是典型的等厚干涉条纹。
而“劈尖”干涉亦如此，利用此法制成的干涉膨胀计，可以检测物体的膨胀系数。
【实验目的】1．通过对牛顿环和劈尖干涉现象的观测，加深认识光的波动性。
2．学会使用读数显微镜。
3．掌握用干涉法测量透镜的曲率半径和微小厚度的方法。
4. 进一步学习用逐差法进行数据处理。
【实验仪器】读数显微镜，钠光灯，牛顿环干涉仪，劈尖装置，游标卡尺等。
（图 1 实验装置）（图 2 牛顿环）（图 3 读数装置）【注意事项】1．测量过程中，测微鼓轮只能向一个方向旋转，不得中途倒转，以免“空转”引起误差。
2．爱护仪器，各光学表面不得用手或其它物体触摸。
3．牛顿环镜上的夹持螺丝不可拧得过紧，以防压碎镜片。
4．测量中，应保持桌面稳定，不受振动，显微镜与牛顿环之间不能有位置错动。
实验完后应将牛顿环的调节螺丝松开，以免凸透镜变形。
【思考题】1．从读数显微镜看到的是放大的牛顿环的像，测出的干涉环直径是否也为放大值？2．牛顿环是非等间隔的干涉环，为什么在实验中仍用逐差法处理数据？3．怎样利用劈尖干涉现象测表面平整度？4 ．牛顿环等厚干涉条纹与迈克尔逊等倾干涉条纹有什么相同与不同 ?【应用提示】•关于（ 6）式的讨论根据（ 6）式，分别测出两个环的直径就可以计算出待测透镜的焦距，并且可以消除中心条纹绝对级数无法确定带来的影响。
但为了准确测量直径，需要将读数显微镜分划线与牛顿环相切时的位置读数读出，这样可得牛顿环的直径。
激光干涉测量技术
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只用一个角锥棱镜反射器作动镜还可以组成图(d)所示的 双光束干涉仪，它也是一种较理想的光路布局，基本上不 受镜座多余自由度的影响，而且光程增加一倍。 (2)整体式布局 这是一种将 多个光学元件结合在一起，构 成一坚固的组合结构的布局。 如右图所示，立方体分光器上 蒸镀了其他元件。整个系统对 外界的抗干扰性较好，抗动镜 多余自由度能力强，测量灵敏 度提高一倍。但这种布局调整 起来不方便，对光的吸收较严 重。 1.立方体分光器;2.移动反射镜
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(4)零光程差的结构布局 在干涉仪中，为使初始光程差 不随环境条件的变化而变化，常采用参考臂Lc和测量臂Lm相 等，并使两臂布置在仪器同一侧的结构形式。此时，干涉仪 的初始光程差Lm-Lc=0，即所谓的零光程差结构形式，如图所 示。这种结构布局可以提高干涉仪的测量精度。
(a)测量时测量光路光程增加；(b)测量时测量光路减小
式中，nj、ni分别为干涉仪两支光路的介质折射率：li，lj 分别为干涉仪两支光路的几何路程差。若把被测件放入 干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差将随着被测件的
位置与形状而变，干涉条纹也随之变化，测量出干涉条
纹的变化量，便可直接获得l或n，还可间接获得l或n有关
的各种被测信息。
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激光干涉测量长度和位移
二、测量系统组成
激光干涉测量仪的主要部分有：激光干涉仪系统、干涉条纹 计数和处理测量结果的电子系统及机械系统。 (一)干涉仪系统 干涉仪系统主要包括光源、分束器和反射器。 1.激光干涉仪常用光源 因为He-Ne激光器输出激光的频率和功率稳定性高，它以 连续激励的方式运转，在可见光和红外光区域里可产生多种波 长的激光谱线，所以，He-Ne激光器特别适合作相干光源； 2.干涉仪将一束光分为两束或几束的方法 (1)分波阵面法 激光器发出的光经准直扩束后，得到一平而 光波的波阵面。利用有微小夹角的两反射镜Ml和M2(菲涅尔双 面镜)的反射，将光波的波阵面分为两部分，然后使二者在屏幕 P相遇，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，如下图(a)所示。 (2)分振幅法 把一束光分成两束以上的光束，它们全具有原 来波的波前，但振幅减小了。如迈克尔逊干涉仪。常用的分光 器有：平行平板分光器和立方体分光器．如下图(b)所示
卧式加工中心几何精度检测项目和标准
卧式加工中心几何精度检测项目和标准卧式加工中心是一种常用的数控机床，具有高效率、高精度和多功能的特点。
在使用卧式加工中心进行工件加工过程中，必须对其几何精度进行严格的检测，以确保加工结果符合要求。
以下将介绍卧式加工中心几何精度检测项目和标准。
一、直线度检测直线度是指工作台在两个坐标轴上移动时轨迹的偏离情况。
常用的检测方法有拉尺法、激光干涉法和三坐标测量法。
检测结果一般用直线度误差来表示，误差越小，说明直线度越好。
二、平行度检测平行度是指两个轨道表面之间的平行度。
检测方法有平行度计或平行度仪。
通过检测两个轨道表面的间距，计算平行度误差。
平行度误差越小，表明两个轨道之间的平行度越好。
三、垂直度检测垂直度是指主轴和工作台之间的垂直度。
常用的检测方法有水平尺或测角仪。
通过测量主轴和工作台之间的夹角，计算垂直度误差。
误差越小，说明主轴与工作台的垂直度越好。
四、角度度量检测角度度量是指工作台绕着某个坐标轴旋转时的角度度量。
检测方法有角度尺、平台式角度测量仪和三坐标测量仪。
角度度量误差一般用角度误差来表示，误差越小，说明角度度量越好。
五、位置度检测位置度是指工件加工后的位置偏移情况。
检测方法一般采用三坐标测量仪或高精度检测仪器。
位置度误差一般用位置偏移来表示，位置偏移越小，说明位置度越好。
以上是卧式加工中心几何精度检测的常见项目和标准。
不同的工件和加工要求可能还会有其他相关检测项目。
在进行几何精度检测时，需要根据具体的要求和标准来选择合适的检测方法和仪器，确保加工结果符合要求。
只有通过严格的几何精度检测，才能保证卧式加工中心在工件加工过程中达到预期精度。
激光干涉仪垂直度测量原理与方法
激光干涉仪垂直度测量原理与方法
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，但是对于垂直度测量却不太清楚，今天就给大家讲解如何进行垂直度测量。
▲SJ6000激光干涉仪
1、垂直度测量原理
垂直度测量的主要采用同一个测量基准轴对两个标称正交坐标中的每一个轴测量直线度。
对两个直线度测量值进行比较，算出两个轴之间的垂直度。
共同的参考基准是直线度反射镜的光学基准轴。
需要注意的是，两次测量直线度之间既不移动也不调整。
两次直线度测量过程中至少一次用到光学直角尺，用于将激光光束调整到与待测轴垂直。
垂直度误差＝光学直角尺误差－斜度θ1－斜度θ2。
▲垂直度测量的光路原理构建图
2、测量步骤和数据处理
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，同样的方法；最后根据上述两个直线度测量结果，计算得到两轴之间的垂直度误差。
3、垂直度测量用组件
垂直度测量用到的激光干涉仪组件：垂直度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、短直线度镜组（或长直线度镜组）、垂直度镜组（含光学直角尺）、SJ6000激光干涉仪静态测量软件等组件构成。
Z轴的垂直度测量需增添直线度附件。
4、垂直度测量应用
机床X/Y轴垂直度对准；坐标机上垂直轴和水平轴之间的垂直度测量。
▲X/Y工作台的垂直度测量。
机床几何精度检测方法
机床几何精度检测方法1.反光镜法反光镜法是一种直观、简单、易于操作的机床几何误差检测方法。
反光镜法的原理是通过光线的反射和折射来观察被测几何体的形状和位置，从而判断机床的误差。
其具体操作为，将两个相机安装在测试工件和标准工件上，使两个相机的视场交叠。
然后将标准工件和测试工件放置在机床上，通过视场交叠来观察机床工件的几何误差。
2.激光干涉仪法激光干涉仪法是一种高精度的机床几何误差检测方法。
利用激光干涉仪检测装置可以精确测量机床轴向和回转精度误差。
具体操作为，在机床上安装激光干涉仪，通过激光的干涉产生干涉纹，然后通过对干涉纹的测量来计算机床的几何误差。
激光干涉仪法可以实现非接触式测量，准确度高，适用于各种类型的机床。
3.气测法气测法是一种常用的表面平直度和平面度误差检测方法。
具体操作为，在被测工件上加压一定的气体，然后通过感应器测量气体压力变化的方式来检测工件的平直度和平面度误差。
气测法的优点是适用于各种形状和尺寸的工件，操作简单，测量结果准确。
4.测微仪法测微仪法是一种常用的直线度误差检测方法。
其原理是通过测量多个不同位置处的直线度误差，然后通过数据处理来评估机床的直线度误差。
测微仪法的操作简单，测量范围广，准确度较高。
5.数字测量方法数字测量方法是一种使用数字测量仪器对机床进行几何误差检测的方法。
常用的数字测量仪器包括坐标测量机、激光扫描仪、三角块等。
通过使用数字测量仪器，可以实现对机床几何误差进行高精度、高效率的检测。
以上介绍了几种常用的机床几何精度检测方法，每种方法都有其独特的优点和适用范围。
通过选择合适的检测方法，可以对机床几何精度进行准确评估，帮助提高机床的加工精度。
干涉法测微小量实验报告(含准确数据)
干涉法测微小量课程名称：干涉法测微小量学号：姓名：专业班级：一、实验目的了解等厚干涉的特点，会用干涉法测量平凸透镜的曲率半径；学习调节和使用读数显微镜，会用逐差法处理实验数据；同时加深对光的波动性的认识。
二、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环仪三、实验原理用牛顿环测平凸透镜的曲率半径图1.牛顿环干涉条纹的形成当曲率很大的平凸透镜的凸面放在一平面玻璃上时，会产生一组以O为中心的明暗相接的同心圆环，称为牛顿环。
如图，1、2两束光的光成差，式中为入射光的波长，是空气层厚度，空气折射率。
如果第m个暗环处空气厚度为，则有故得到：利用几何关系有并根据，得到，联系以上两式，有换成直径，并考虑第个环和第m个环，有故那么测量出和就可以根据这个表达式得到R。
四、实验内容1、观察牛顿环1）将牛顿环仪按图2所示放置在读数显微镜镜筒和入射光调节木架的玻璃片的下方，木架上的透镜要正对着钠光灯窗口，调节玻璃片角度，使通过显微镜目镜观察时视场最亮。
图2.观测牛顿环实验装置图2）调节目镜，看清目镜视场内的十字叉丝后，使显微镜筒下降到接近玻璃片，然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹，再微调玻璃片角度及显微镜，使条纹更清楚。
2、测牛顿环直径1）使显微镜的十字叉丝交点与牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝与标尺平行（与显微镜筒移动方向平行）。
2）转动显微镜测微鼓轮，使显微镜沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数，直到竖丝与第35环相切为止。
3）反向转动鼓轮，当竖丝与第30环相切时，记录读书显微镜上的位置读数，然后继续转动鼓轮，使竖丝依次与第25、20、15、10、5环相切，顺次记下读数。
4）继续转动鼓轮，越过干涉圆环中心，记下竖丝依次与另一边的5、10、15、20、25、30环相切时的读数。
5) 重复测量一次，实验共测得两组数据。
3、用逐差法处理数据，计算R第30环直径，同理，可求出,取，求出，代入式中计算R。
五、实验数据记录及处理1、计算干涉圆环的直径：表1 干涉圆环的尺寸单位：mm2、用逐差法计算平凸透镜的曲率半径。
激光干涉仪测量平板平面度原理方法
激光干涉仪测量平板平面度原理方法前言在几何量测量中，平面度误差是形位误差项目之一，其测量与评定对有平面度公差要求的工件的合格性判定和加工精度均有着重要意义。
今天给大家介绍用激光干涉仪测量平板的平面度，采用最小二乘法计算测量结果。
测量原理和方法平面度误差是指被测实际表面对其理想平面的变动量。
常用测量方法有：激光干涉仪，电子水平仪，自准直仪，平晶法，打表法等。
大中尺寸平面度测量常采用自准直仪、激光干涉仪、电子水平仪；小尺寸平面度测量常用平晶法测量。
本文讲述采用对角线法，利用激光干涉仪测量直线运动过程中的小角度，以最小二乘法计算测量结果，间接得出被测平面的平面度误差。
对角线法又称米字法，在平面度测量时，若激光干涉仪主机位于G点，激光束与线GE重合，建议按照EA、CA、DH、EG、AG、BF、CE、GC的次序进行测量。
▲对角法测量示意图平面度误差的最小二乘法评定方法：以实际被测表面的最小二乘平面作为评定基准面，以平行于最小二乘平面，且具有最小距离的两包容平面间的距离作为平面度误差值。
最小二乘平面是使实际被测表面上各点与基准平面的距离的平方和为最小的平面。
评定关键在于测量取样点数据拟合出最小而成平面。
很多文献采用最小二乘法，如果以误差曲面z=z(x,y)为研究对象，用均方差误差最小作为度量标准，设规范化最小二乘平面方程为：z=Ax+By+C，其中A、B、C为待求系数。
均方误差为最小。
其中z(x,y)为分区域小三角形平面。
实验是将激光采集到数据和水平仪采集到数据分别利用上述原理计算后进行比对。
激光干涉仪配置平面度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、角度镜组、平面度镜组、SJ6000静态测量软件等组件构成。
其中，平面度镜组由180mm可调基板、360mm可调基板和平面度旋转镜构成。
▲平面度测量的光路原理构建图。
平面度常识测量方法
平面度常识测量方法平面度是指工件表面与参照平面之间的平行度差异。
在工程领域中，平面度的控制和测量对于确保产品的质量和性能至关重要。
下面是一些常见的平面度测量方法。
1.直尺法：这是一种简单而常见的方法。
使用一个直尺或平板将其放置在被测表面上，然后观察直尺与表面之间的接触情况，判断平面度差异。
2.平底嵌入法：将被测表面放置在平底嵌入设备上，设备中心有一个可以移动的探针。
通过调整探针的位置，使其与被测表面接触，并记录相应的高度差异。
3.干涉法：干涉法是通过干涉仪来测量平面度的方法。
干涉仪利用光的干涉原理，其中一束光被分成两束光后经过不同路径，然后再次汇聚在一起。
通过观察干涉条纹的密度和形状，可以确定表面的平面度。
4.吮吸盖法：这种方法适用于平面度较高的表面。
在被测表面上放置一个吸盖，通过吸力将吸盖紧密地吸附在表面上。
然后观察吸盖与表面之间的接触情况，即可判断平面度差异。
5.联动测量法：这是一种相对复杂的方法，通常适用于对平面度控制要求非常高的工件。
该方法使用多个测量探头以联动的方式测量表面的几何特征，从而实现对平面度的测量。
除了上述方法之外，还可以使用光干涉仪、激光测量仪、三坐标测量仪等先进的测量设备来测量平面度。
这些设备可以提供更准确和可靠的测量结果，特别适用于精密加工和质量控制。
需要注意的是，不同的测量方法适用于不同的工件和平面度要求。
在选择测量方法时，需要考虑到被测表面的特性、几何形状、尺寸和精度要求，以及测量设备的可用性和成本等因素。
平面度的测量是确保产品质量的重要一环，因此在实际应用中需要遵循相应的测量标准和程序，同时对测量设备进行定期校准和维护，以确保测量结果的准确性和可靠性。
面轮廓度的测量方法
面轮廓度的测量方法面轮廓度是指平面上一个物体边缘的曲线形状，测量面轮廓度可以帮助我们了解物体的外形特征和几何形状。
本文将介绍几种常用的面轮廓度测量方法。
1.轮廓追踪法轮廓追踪法是基于物体边缘的像素点形成连续曲线的特性，通过遍历像素点，将具有连续性的像素点连接起来以确定物体的整个边界轮廓。
该方法适用于具有清晰、完整边界的物体，如二维图像。
2.光学测量法光学测量法是使用光学设备对物体边缘进行测量。
其中一种常见的方法是光干涉测量法，通过使用一束光，使其从物体边缘反射回来，利用光的干涉现象来确定物体的轮廓曲线。
光学测量法适用于对物体进行非接触式测量，因此适用于对脆弱和敏感物体的轮廓度测量。
3.激光扫描法激光扫描法是利用激光设备对物体进行测量，通过测量激光束与物体边缘之间的距离来确定轮廓度。
激光扫描法具有高精度和高效率的特点，适用于对各种物体的轮廓度测量。
4.三维扫描法三维扫描法是通过三维扫描设备对物体进行扫描，将物体表面的三维坐标点转化为轮廓曲线。
该方法适用于对具有复杂几何形状或曲面的物体进行测量。
5.视觉测量法视觉测量法是利用计算机视觉技术对物体进行测量，并提取出物体的轮廓线。
该方法适用于对图像进行处理和分析，通过图像处理算法来测量物体的轮廓度。
6.接触测量法接触测量法是使用测量仪器对物体进行直接接触测量，测量物体边缘的几何形状来确定轮廓度。
该方法适用于对硬质物体的轮廓度测量，如金属件、塑料件等。
综上所述，面轮廓度的测量方法有轮廓追踪法、光学测量法、激光扫描法、三维扫描法、视觉测量法和接触测量法等。
根据不同的应用场景和测量要求，选择合适的方法进行面轮廓度测量可以提高测量的准确性和效率。
光学干涉测量法
光学干涉测量法
光学干涉测量法是一种利用光的干涉现象进行长度、表面形貌、折射率等物理量测量的方法。
其基本原理是当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，它们的光程差将引起光强的变化，形成干涉现象。
通过测量干涉条纹的移动和变化，可以精确地计算出相关物理量的变化。
在光学干涉测量法中，通常需要使用到一些特殊的干涉仪，如迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等。
这些干涉仪能够将待测光束分成两束或多束相干光波，并在特定的反射或透射路径上传播，最终再次相遇并形成干涉。
通过调整干涉仪的参数，如反射镜或透镜的位置，可以改变相干光波的相对光程，从而产生不同的干涉条纹。
当待测物理量发生变化时，干涉条纹也会随之移动或变化。
通过精确测量干涉条纹的位置或移动距离，可以计算出待测物理量的变化。
光学干涉测量法具有高精度、高分辨率和高灵敏度的优点，因此在科学研究、工业生产和计量测试等领域得到了广泛的应用。
例如，在光学薄膜厚度测量、表面粗糙度检测、折射率测量等方面，光学干涉测量法都发挥着重要的作用。
总的来说，光学干涉测量法是一种基于光的干涉现象进
行测量的方法，具有高精度、高分辨率和高灵敏度的优点，广泛应用于各个领域。
干涉测量技术
干涉测量技术（冶金与能源工程学院）摘要：干涉测量技术已经得到相当广泛的应用。
一方面因为微电子、微机械、微光学和现代工业提出了愈来愈高的精度和更大的量程，其它方法难以胜任；另一方面因为当代干涉测量技术本身具有灵敏度高、量程大、可以适应恶劣环境、光波和米定义联系而容易溯源等特点，因而在现代工业中应用非常广泛。
本论文阐述了干涉测量技术的光学原理，测试条件，并以迈克尔逊干涉仪为典型，阐明干涉测量技术的应用，迈克尔逊干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器关键词：干涉测量光学原理迈克尔逊干涉仪PSInSARSUN Ya Juan(Metallurgy and energy engineering institute,Kunming university of science and technology)Abstract：Interference measuring technology has been quite a wide range of applications，On the one hand for microelectronics, micro mechanical, diffractive and modern industry and put forward high precision and greater range, other methods are hard to do the job，On the other hand because contemporary interference measuring technology itself has a high sensitivity, range, and can adapt to bad environment, light and meters contact and easy to trace the definition, etc, thus in the modern industry is widely used.This paper expounds the interference of measuring technology of optical principle, test conditions, and with Michelson interferometer is typical, expounds the application of interference measuring technology, Michelson interferometer is a use of segmentation method of realization of light amplitude precision optical instrument interferenceKey words: Interferometry Principles of Optics Michelson interferometer0 、引言光的干涉现象是光的波动性的一种表现。
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简介
牛顿环和尖劈实验是经典的干涉实验，很直观，原理比较容易理解，还有一定的应用价值，因此也是光学的最基本实验之一。
本实验的目的是让学生通过对牛顿环及尖劈条纹的观察和测量，了解干涉的基本理论，同时通过本实验了解由于平凸透镜中心与平晶接触面不规则产生的现象导致无法判断牛顿环的圆心，因此实验中采用测量圆的直径的方法。
学习用逐差法处理所得的数据。
通过本实验学生还可以学会正确使用读数显微镜。
为了方便读取数据采用了CCD来获取图象，在监视器上观察图象，大大提高了可测量的条纹级数，因此提高了测量的精度。
教学重点
1.让学生通过对牛顿环和劈尖的观察和测量进一步了解干涉的基本理论。
2.学习用作图法和逐差法处理数据。
3.学会正确使用读数显微镜，CCD和监视器。
教学难点
1.解决平凸透镜中心与平晶接触面不规则而无法确定圆环的中心的实验
方法。
2.测量结果的不确定度分析方法。
自测题
1.如果实验中使用的牛顿环中装置是很理想的，牛顿环的中心应该是
（1）亮圆点
（2）暗圆点。
2.为了克服读数显微镜的螺距差，在转动手柄改变平移方向时要注意（1）越过要读的刻线
（2）不越过要读的刻线。
3.清洁透镜的方法是
（1）用酒精棉擦
（2）用透镜纸擦。
思考题
1.本实验是用钠光灯作光源，能否改用氦氖激光器作光源？
2.牛顿环实验中，问n值取大些好还是小些好？
3.试估计本实验可以测量的凸透镜的曲率半径的范围。
4.试估计用劈尖可以测量的细丝的直径的范围。