浅析引起激光干涉仪测量误差的部分原因
激光干涉仪的非线性误差校准方法研究
激光干涉仪的非线性误差校准方法研究激光干涉仪是一种经常被使用于科学实验室和工业制造中的精密测量仪器。
它利用激光干涉现象来测量物体的长度、形状和表面质量。
然而，由于激光干涉仪本身的结构和环境因素的干扰，它可能存在一些非线性误差。
本文将探讨激光干涉仪的非线性误差校准方法的研究。
激光干涉仪的基本原理是通过分束器将一束激光分成两束，然后沿不同的光路传播，并在接收端再次干涉。
当两束光相遇时，干涉现象将生成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形状和变化，可以准确测量出物体的长度或形状。
然而，在实际应用中，激光干涉仪可能面临着非线性误差的挑战。
这些非线性误差通常由以下几个因素引起：非线性光程差、非线性灵敏度、非线性信号处理等。
首先，非线性光程差是激光干涉仪最常见的非线性误差之一。
正常情况下，光程差应当与物体的长度成正比。
然而，由于光程差与物体表面的形状存在一定的关系，因此在某些情况下，光程差可能显示出非线性的特征。
解决这一问题的方法之一是通过使用非线性光程差模型对数据进行修正，以获得更加准确的测量结果。
其次，非线性灵敏度也是激光干涉仪的一种常见误差来源。
在一些特定的测量条件下，激光干涉仪的灵敏度可能随着物体长度的变化而发生变化。
这种非线性灵敏度可能会导致测量结果的偏差。
为了解决这个问题，研究人员提出了一些非线性灵敏度补偿的方法，例如采用补偿电路、人工神经网络等。
最后，非线性信号处理也可能引起激光干涉仪的非线性误差。
在信号处理过程中，一些非线性方法可能会导致误差的积累。
为了解决这个问题，可以尝试使用更加精确的数学模型来处理信号，以减小误差的影响。
除了上述提到的方法，还有其他一些校准方法可以用于解决激光干涉仪的非线性误差。
例如，可以通过建立精确的数学模型来描述激光干涉仪的非线性特性，并利用这个模型来对测量结果进行修正。
此外，温度的变化也可能引起激光干涉仪的非线性误差，因此可以通过控制温度来减小误差的影响。
总结起来，激光干涉仪的非线性误差校准是一个重要的研究方向。
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。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论在迈克尔逊干涉仪实验中，我们常常会遇到各种误差。
这些误差像是潜伏在黑暗中的鬼魂，时不时就冒出来捣乱。
干涉仪的工作原理其实很简单，光通过分束器后分成两束，经过不同的路径后再重合，形成干涉条纹。
看似简单，实则复杂，误差也不容小觑。
1.1 实验装置的选择是第一步。
不同的光源会影响实验结果。
比如，激光光源比普通灯泡要稳定得多。
稳定的光源能减少波动，提升干涉效果。
可若选择了不适合的光源，结果就可能大打折扣。
光波的波长、相干性，都是我们必须考虑的因素。
1.2 再说说环境因素。
实验室的温度、湿度、空气流动，甚至是地面的震动，都可能对干涉条纹产生影响。
想象一下，如果环境不稳定，干涉条纹会变得模糊不清，结果自然不靠谱。
想要得到准确的结果，就必须让实验室达到理想状态。
有人说，细节决定成败，真是一点没错。
2.1 量测误差也是个大问题。
使用尺子量距离时，人的误差、设备的精度，都会导致结果偏差。
每一次测量，都会带来一些“误差”。
这些误差如果不加以控制，最后的结果就会像一团乱麻，让人无从下手。
2.2 此外，光的干涉效果本身也受限于实验设置。
比如，分束器的角度和位置，如果微微偏差，就可能导致干涉条纹出现不均匀的现象。
精确调节这些参数，是确保实验成功的关键。
万事开头难，但只要抓住了要点，就能事半功倍。
2.3 不要忽视数据记录的重要性。
实验过程中，每一个数据都可能是宝贵的线索。
及时记录，认真分析，这样才能找到问题的根源。
光是观察条纹变化，不够深入。
我们要深入挖掘，找到影响结果的每一个细节。
3.1 在讨论实验结果时，数据分析至关重要。
通过图表，我们能直观地看到误差的趋势，明确哪些因素影响最大。
这种方法不仅简洁明了，还能让我们更清楚地理解实验的最终结果。
数据不撒谎，但我们需要理解它的语言。
3.2 当然，不同实验之间的对比也是很有意义的。
通过对比，我们可以发现各自的优缺点，提升未来实验的设计。
激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析
激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析摘要: 使用( renishaw ) 激光干涉仪对一台立式铣床的定位精度进行了测量。
在启用和关闭机床环境补偿系统的条件下, 得出了两组相差较大的实验数据。
通过对激光干涉仪在测量中的误差进行分析, 找出了定位精度变化的原因和相关数据的变化范围。
由于数控机床热变形的不稳定性和测量方法的多样性, 到现在为止, 国内还没有统一的检验通则用来评定机床的热误差大小。
目前, 用来评定机床性能的主要依据之一是机床轴线的定位精度和重复定位精度的大小。
能够用于检测数控机床几何误差的检测方法有很多:一维球列测量法、球柄仪测量法和激光干涉仪测量法等。
但在生产实践中, 考虑到检测设备对测量精度、稳定性以及通用性等要求, 国内外生产厂家都采用激光干涉仪测量法来评定数控机床的轴线定位精度大小。
在使用激光干涉仪进行线性定位误差测量时, 分光镜或反射镜之一保持静止, 另一个光学元件沿着线性轴线运动。
图1中, 分光镜静止不动, 反射镜沿着预定的方向运动。
误差分析激光干涉仪是一种高精度的计量仪器, 自身的精度很高, 但在使用时会受到环境、安装条件、机床温度和线膨胀系数不准确等诸多因素的影响, 从而降低了测量精度。
激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差包括激光干涉仪的极限误差e1、安装误差e2 和温度误差e3 用激光干涉仪实现高精度定位主轴头和控制系统补偿的位置误差方面, 大型加工中心的定位精度要求为数百分之一毫米。
采用ML10激光干涉仪就能达到要求。
航空工程工业加工大型整体部件和大型轻合金模具都需要X轴和Y轴行程达数米的加工中心。
平面度、角度和位置精度测量ML10提供的测量范围完全能满足各种不同要求:可以测量导轨的垂直度和水平平直度,主轴头的定位精度,正交轴的角度和回转轴的定位精度。
激光干涉仪便可自动测量主轴头的位置偏差。
ML10是测量大型加工中心平直度与定位精度最好且精度最高的测量装置。
用激光干涉仪测量数控机床主轴误差新法从激光干涉仪检验的内容来看，从最初的单独测量机床各轴的位移精度，扩展到分别测量定位精度、直线度、平行度、垂直度等，再到现在使用分布体对角线测量法测量机床的三维整体性能。
激光误差分析报告
激光误差分析报告1. 引言激光技术在现代各个领域中得到了广泛应用，例如在测量、制造和通信等方面。
然而，由于激光技术的性质以及各种外界因素的影响，激光的测量结果不可避免地会存在一定的误差。
对于准确测量和应用激光技术来说，了解和分析这些误差是非常重要的。
本报告旨在对激光误差进行分析，并提供相应的解决方案。
2. 误差来源2.1 环境因素激光测量的准确性会受到周围环境因素的影响。
例如，温度、湿度和大气压力等因素会导致激光束的传输特性发生变化，从而引起测量误差。
2.2 仪器因素激光测量仪器本身的误差也是造成测量结果误差的重要因素。
激光器的输出功率稳定性、光束的发散角度、接收器的灵敏度等都会对测量结果产生影响。
2.3 目标因素被激光测量的目标的表面特性和形状也会对测量结果产生误差。
例如，目标表面的反射率不均匀、粗糙度和几何形状的不规则都可能引起测量误差。
3. 误差分析方法3.1 标准参考物为了准确评估激光测量误差，我们需要选择适当的标准参考物进行校准和比较。
根据实际需求，可以选择具有高精度和稳定性的物体作为标准参考物，例如规定尺寸的金属块或标准测量仪器。
3.2 运动台分析在激光测量过程中，运动台也可能引起一定的误差。
通过对运动台的运动特性进行分析和测试，可以减少其对激光测量结果的影响。
例如，可以调整运动台的速度和加速度，减小运动过程中的震动和惯性。
3.3 数据处理激光测量的原始数据通常包含一定的噪声和干扰。
为了获得准确的测量结果，我们需要对原始数据进行适当的滤波和处理。
常用的方法包括平均滤波、中值滤波和数字滤波等。
4. 误差补偿方法4.1 环境补偿针对环境因素引起的误差，可以采取相应的环境补偿措施。
例如，通过在测量仪器中加入温湿度传感器，监测环境的变化并进行实时补偿。
4.2 仪器校准定期对激光测量仪器进行校准也是减少误差的重要手段。
通过与标准参考物进行对比，对仪器进行校准和调整，以确保其测量结果的准确性和稳定性。
浅析阿贝误差对激光干涉仪测量测长机示值误差时的影响
浅析阿贝误差对激光干涉仪测量测长机示值误差时的影响王典泽【摘要】随着科技的不断发展，精密仪器的测量工具也在不断的发展，测量误差的不断减小是保证测量准确度提高的重要条件。
测长机是用于测量大尺寸量块以及多种工件的光学长度测量工具，但是测长机在测量时，由于测量的轨道直线度不好，将会产生较大的阿贝误差。
激光干涉仪是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系统，其特点就是可以实现非接触测量，配合各种折射镜、反射镜等来作线性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等测量工作。
本文主要是分析阿贝误差是如何影响激光干涉仪测量测长机时的示值误差。
【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】2页(P73-74)【关键词】激光干涉仪;测长机;阿贝误差【作者】王典泽【作者单位】山西省计量科学研究院，山西太原 030002【正文语种】中文【中图分类】TH744.3不符合阿贝原则的测量仪器就是在测量时导轨直线度会产生比较大的阿贝误差。
其中测长机按照其结构来看就属于不符合阿贝原则的仪器，但可以通过特殊的光学系统补偿阿贝误差，这样测量结果将不受影响。
激光干涉仪是现代科学技术发展下研究出来的仪器，利用激光干涉仪的特点就是可以通过激光不用接触测量物本身而实现测量。
利用激光干涉仪来测量测长机测量的误差值，其中对于阿贝误差的影响值得研究和探讨。
能够影响仪器测量准确度因素有很多，其中就包括几何误差、动态误差和热变形误差等。
这些外界影响导致的误差中几何误差的影响度是最大的。
在对于一些精密仪器的精确度的提高上，仅仅是依靠制造仪器的本身来实现也是十分困难的，例如测长机示值误差的存在，如何补偿这种误差的出现也是值得我们思考的问题。
激光干涉仪的主要特点就是利用激光不用接触测量物就能测量出数值，而且精确度非常高，能够连续的测量，对于一些工程量大的测量任务，激光干涉仪也能很好的测量。
要对测长机的示值误差进行有效的补偿，了解测长机的误差示值是非常重要的。
激光干涉仪的使用中常见问题解析
激光干涉仪的使用中常见问题解析激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，广泛应用于科研、工程和制造等领域。
但在使用过程中，常常会遇到一些问题。
本文将针对激光干涉仪的使用中常见的问题进行解析，帮助读者更好地使用这一仪器。
一、激光干涉仪显示模糊的解决办法有些时候，在使用激光干涉仪时，仪器的显示可能会模糊不清。
这很有可能是因为激光器光路不稳定造成的。
解决方法有两种，第一种是调节光源，确保稳定和强烈的激光输出。
第二种方法是检查光路，排除光路中可能存在的干扰源，如灰尘、杂散光等。
二、干涉图案不稳定的解决方案另一个常见问题是干涉图案的不稳定性。
这可能是由于环境的震动和干扰造成的。
为解决这一问题，有几种有效的方法。
首先，将激光干涉仪放置在较为稳定的环境中，远离震动源，如机械设备。
其次，可以采用隔振台来减小仪器的震动。
最后，注意调整仪器的参数和位置，确保其可以获得稳定且清晰的干涉图案。
三、激光干涉仪的校准问题使用激光干涉仪测量时，有时会发现仪器的数据与实际测量值存在偏差。
这很可能是由于激光仪器的校准问题导致的。
所以，在使用激光干涉仪之前，一定要进行校准。
校准的方法包括调整干涉仪的零点偏差以及校正仪器的非线性误差等。
只有进行了正确和精确的校准，才能获得可靠和准确的测量结果。
四、干涉仪的呈现方式选择激光干涉仪的干涉图案有多种不同的呈现方式，如横条纹、点状图案等。
选择合适的呈现方式可以使得读取和解析干涉图案更为便利。
在实际应用中，需要根据具体测量的要求和需要，选择合适的干涉图案呈现方式，并通过仪器自带的软件进行调节和设置。
五、激光干涉仪使用中的安全注意事项在使用激光干涉仪时，安全是至关重要的。
首先，要注意避免激光直接照射眼睛，以免对眼睛造成伤害。
同时，要避免触摸激光器和激光器光路等部件，以免引发意外伤害。
此外，还应注意防护设备的使用，如佩戴适当的防护眼镜和手套，以确保人身安全。
总之，激光干涉仪在科研和工程领域中扮演着重要的角色。
双频激光干涉仪系统线性测量误差主要来源及减小误差的方法分析_徐建
表2
角度
( 弧秒) 1 2 5 10 20 60 120
5 01 024 01 048 01 120 01 240 01 480 11 450 21 900
10 01 048 01 097 01 240 01 480 01 970 21 900 51 800
偏置距离( mm) 50
01 24 01 48 11 20 21 40 41 80 141 50 291 00
5计量 与测试技术6 2013 年第 40 卷第 8 期
组的安装往往使激光光束方向与测量轴线存在一定的偏 置量, 导致被测轴向较小的角度误差( 如俯仰或扭摆) 就 会带来较大的阿贝误差, 如图 2 所示。阿贝误差参考数 值如表 2 所示( 单位微米) 。
激光的波长补偿是在读数清零后位移发生变化的区 段进行, 如果在读数清零前, 光学镜的位置不靠近, 这段 距离将无法得到波长补偿, 形成空气死程误差。
1 引言 双频激光干涉仪 ( 以下简称干涉仪) 利用光波干涉
原理进行线性位移测量, 由于其具有测量精度高、应用范 围广、环境适应力强、实时动态测速高等优点而广泛应用 于机床、坐标测量机、测长机等仪器设备的校准。通常情 况下, 应用双频激光干涉仪系统进行线性测量的精度可 达 ? 015 ppm, 但影响其测量精度的因素很多, 本文就如 何在日常使用中提高双频激光干涉仪系统的测量精度进 行分析研究。 2 误差来源及其影响程度 211 空气环境误差
干涉仪系统测量误差的影响因素很多, 但只要正确的 使用仪器, 合理进行误差补偿, 就能有效减小系统误差, 大大 提高测量精度, 从而达到我们使用的要求。同时, 往往误差 的影响因素是复杂多变的, 这就需要我们从大局出发, 权衡 各因素的影响程度, 以保证误差影响的最小化。
新型零差激光干涉仪测量误差因素分析
新型零差激光干涉仪测量误差因素分析何武光;王豹亭;杨春平;康美苓;吴健【摘要】The measurement principle of novel homodyne laser interferometer is described The measurement errors of the interferometer caused by fringe width, laser intensity and speckle effect are studied through experiment and theoretical analysis. The results show that the fringe width has little influence on the measured values of the amplitude, and the measurement error is 0. 5%. The amplitude measurement error caused by laser intensity changes is 0.5% ,and less light will increase measurement error. The amplitude measurement error caused by speckle effect depends on lens parameters, and the measurement error is 0.4% . The novel homodyne laser interferometer can effectively reduce the requirement of the measurement environment in the vibration system.%介绍了新型零差激光干涉仪的测量原理,实验和理论分析了干涉条纹宽度、激光光强、散斑效应对该激光干涉仪测量误差的影响.结果表明,干涉条纹宽度对振幅测量值影响并不明显,测量误差为0.5％；光强变化引起的振幅测量误差为0.5％,光强较弱会增大测量误差:散斑效应引起的振幅测量误差与透镜参数有关,测量误差为0.4％.该新型零差激光干涉仪可有效降低测振系统对测量环境的要求.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】5页(P227-231)【关键词】计量学;振动测量;零差激光干涉仪;误差分析;条纹宽度;散斑【作者】何武光;王豹亭;杨春平;康美苓;吴健【作者单位】电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;电子科技大学光电信息学院,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TB9361 引言激光多普勒振动测量技术是一种非接触、高精度振动测量技术，广泛用于振动计量中。
三维激光扫描仪及其测量误差影响因素分析
三维激光扫描仪及其测量误差影响因素分析摘要：最近几年三维激光扫描仪在我国的测绘领域的应用十分广泛，使测绘方面做到了从点到面测量的突破，使测绘的效率显著提高，并且测量出来的数据较为准确，且不受时间、空间的约束。
三维激光扫描是通过对测绘地点或事物扫描构成密集的点，然后激光扫描仪对不同位置光的反射率进行测绘对象的三维建模，在三维扫描仪的测绘中，影响测量数据的因素有很多，通常将造成误差的原因分为两大类：系统误差和偶然误差，所造成的误差又分为仪器误差、环境误差、软件算法误差、操作误差等。
本文从三维激光扫描仪的工作原理、造成误差的原因和减小测量误差三个方面进行了论述。
关键词：三维激光扫描仪；测量误差；影响因素前言：三维激光扫描仪可以对被测量的物体进行快速的激光扫描，而且得到的三维坐标点的数据是非常准确的，然后仪器将数据通过相关的算法的计算，过滤掉无关的干扰数据，最后将处理后的三维坐标点的数据信息进行实景还原，是现如今应用效果较好的测绘技术，它打破了传统的单点测量，给各种测绘工程带来了极大的便利。
1.三维激光扫描仪的工作原理三维激光扫描仪在近几年的各种测量中运用较为广泛。
三维激光扫描仪的核心技术包括激光反射镜、激光自适应焦距控制单元、CDD技术、光机电自动传感装置以及激光发射器。
三维激光扫描仪是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复制建模出被测目标的三维模型的线、面、体等各种图形数据。
1.影响三维激光扫描仪测量精度的因素在实际测绘操作中，影响三维激光扫描的因素有很多，要想减少或避免测量误差的影响，就必须先了解造成误差的原因，以下是对几种测量误差的分析，2.1仪器误差三维激光扫描仪本身性能的缺陷是影响测量精度的因素之一。
在实际操作测绘中，仪器误差的出现可以分为两个方面：第一是测量距离方面，这方面的误差在测量数据中的表现形式是有显著的周期性的，造成这种误差的原因有两种：一种是因为仪器性能不全面，或者存在一定的缺陷；另一种原因是操作者在操作时的不合理，造成的误差。
浅析迈克尔逊干涉仪测激光波长的测量偏差及测量区间
浅析迈克尔逊干涉仪测激光波长的测量偏差及测量区间
作者：陈广萍向章培粟琼
来源：《学园》2013年第12期
【摘要】利用迈克尔逊干涉仪的点光源非定域干涉测He-Ne激光的波长，其测量值总是偏大。
本文通过理论分析找出仪器本身产生误差的主要原因是由于补偿板与分光板不完全平行和两主镜面M1和M2无法严格垂直造成的，并通过实验得出迈克尔逊干涉仪测He-Ne激光波长的最佳区间。
【关键词】迈克尔逊干涉仪光程差非定域干涉
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）12-0059-02
迈克尔逊干涉仪是依据分振幅法，让分成的两束光往相互垂直的两个平面镜上传播，经平面镜反射后使两束光聚集在一起产生干涉条纹的光学仪器。
用其进行时间相干性和透明介质折射率测定，以及对光干涉现象及形成条件进行研究，是大学物理实验课的必修内容。
一基本原理
四结论
基于理论分析得出由仪器本身导致的误差主要来源于两种异常情况：（1）补偿板与分光板不完全平行；（2）两镜面M1和M2不严格垂直。
通过具体实验测量，得出一般情况下实验测量中可用以下区间：
（2.00mm+Y0）≤Y≤（Y0+38mm）（23）
只要在测量中将迈克尔逊干涉仪调整好，在此区间内所测得波长的测量精度较理想，而无须对由于M1和M2不严格垂直引起的误差进行修正。
与此同时，对于用迈克尔逊干涉仪测量其他物理量也具有启发意义。
参考文献
[1]石顺祥、张海兴、刘劲松.物理光学与应用光学[M].西安：西安电子科技大学出版社，2000
[2]贾玉润、王公治、凌佩玲主编.大学物理实验[M].上海：复旦大学出版社，1987：313～316
〔责任编辑：庞远燕〕。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论嘿，伙计们！今天咱们来聊聊那个让无数物理学家头疼的问题——迈克尔逊干涉仪实验。
这个实验可是物理学里的“经典”大戏，但你知道吗？它可不仅仅是个展示光的神奇魔法的地方，还是我们探索宇宙奥秘的一把钥匙呢！得说说这个迈克尔逊干涉仪到底是啥玩意儿。
简单来说，它就是一个利用光的波动性来进行测量的小神器。
想象一下，你手里有个小镜子，对着阳光一照，就能看到漂亮的干涉条纹。
但是啊，这玩意儿可不是随便玩玩的，你得精确控制光源、镜子的位置和角度，还得小心翼翼地调整观察的角度，才能看到那些神奇的干涉图案。
说到误差分析，那可是实验的灵魂啊！就像咱们做数学题，错了一步就得从头再来。
在迈克尔逊干涉仪实验里，误差可能来自好多地方，比如光源不稳定、镜子脏了或者没调好位置。
这些小问题都可能让结果变得模糊不清，甚至完全跑题。
所以啊，做实验的时候，一定要细心检查每一个细节，确保一切都按计划进行。
结果讨论嘛，那就是对实验数据进行分析和解读的时刻啦。
你得学会从一堆数字中找出规律，看看是不是跟理论相符。
有时候，数据会告诉你很多意想不到的事情，比如光的速度比我们想象的要快，或者光在不同介质中传播的速度是不一样的。
这些发现让我们对光的理解更加深入，也让我们能更好地利用光来造福人类。
当然了，说到实验的乐趣，那还得提提那些有趣的发现。
比如，科学家们发现了一种叫做“双缝实验”的现象，它告诉我们光是如何像雨点一样洒向四面八方的。
还有啊，迈克尔逊干涉仪实验让我们看到了光的波粒二象性，就像是光有双重性格似的。
这些发现不仅让我们对物理世界有了更深的理解，还让我们对科学充满了好奇和热情。
我想说的是，虽然迈克尔逊干涉仪实验听起来有点复杂，但它其实挺好玩的。
只要我们用心去做，就会发现其中的乐趣无穷无尽。
而且啊，每次实验都能带给我们新的惊喜和发现，这种感觉简直太棒了！所以啊，下次再做实验的时候，记得多观察、多思考、多记录。
激光干涉测量中的误差分析与补偿
进入干涉镜后的光路如图 2 ( a ) 所示 。
图 2 干涉镜内部光路示意图
・182・
在双频激光测量系统的实际应用中 , 运动精度要 求极高 , 因此采用了平面反射镜干涉仪 , 即移动反射 镜为平面反射镜 , 而非一般干涉测量仪所用的角锥棱 镜 , 如图 2 ( b ) 所示 。采用平面反射镜时 , 测量光 束光程变化为反射镜位移变化的 4 倍 , 与一般的双频 干涉测量仪相比 , 精度提高了一倍 。 当反射镜随被测对象一起移动时 , 产生的多普勒 效应使得 f1 发生变化 。由图 2 ( a ) 可知从干涉镜射 Δf 和 出并被测量光接收器接收到的光频分别为 f1 ± 2 Δ f2 , 频差为 f1 ± 2 f - f2 。 通过与参考光接收器获得的参考信号相比较 , 可 得到 f1 的频率变化 Δf , 该变化量包含了被测对象的 运动信息 , 其值可用下式表示 : Δf =
式中 : c为光速 , v 为测量反射镜移动速度 , f1 为光 频。 上式对时间积分可得到反射镜移动的距离 L : t t λ1 t Δfc Δf d t L = vd t = dt =
0
∫ ∫ 4f
0 1
4
0
∫
式中 : λ1 为测量时刻激光的波长 。 因为频差的时间积分为累积的干涉条纹个数 N (或与被测长度相对应的脉冲数 ) , 所以上式可以化 为: λ1
keywordszlaserinterferometry9erroranaysis9errorcompensation引言随着半导体技术及微电子技术的迅速发展a密加工技术及零件加工精度的要求也越来越高o定位误差是影响加工精度的主要因素a而高精度的在线测量系统又是降低定位误差的技术关键o传统的非光学测量方法虽然能够实现纳米甚至亚纳米的测量分辨但在溯源到米定义时a仍然需要利用激光干涉仪等光学方法进行标定和校正因此在现代超精密加工设备中a普遍采用纳米级分辨率的双频激光干涉仪进行高精度位移测量o由于激光干涉测量的分辨率相当高a测量过程中的各种误差都将直接影响最终的测量精度a因此必须从激光干涉仪自身固有的系统误差安装过程及运动过程中所引起的阿贝与余弦误差测量环境变化所致的环境误差以及测量系统自身所存在的电路延时量数据滞后导致的延时误差等方面分析其误差来源a并进行补偿o本文结合具体项目所使用的双频干涉介绍了双频激光干涉测量原理a并在此基础上从以上各方面对激光干涉测量的各种误差进行了分析a并给出了相应的补偿方法o测量原理双频激光干涉仪是一种增量式的测长仪器o它将测量反射器与被测对象固联在一起a通过测量反射镜相对于参考反射器的位移来反映被测长度a其测量原理为多普勒频移效应o现以美国agient前身为该公司的双频激光干涉仪采用自制的塞曼双频激光器作为光源a激光器输出两种频率的参考信号a用作测量基准a另一部分作为测量光束进入干涉镜a如图1所示o双频激光干涉仪测量原理示意图进入干涉镜后的光路如图2机床与液压2006no9在双频激光测量系统的实际应用中a运动精度要求极高a因此采用了平面反射镜干涉仪a即移动反射镜为平面反射镜a而非一般干涉测量仪所用的角锥棱所示o采用平面反射镜时a测量光束光程变化为反射镜位移变化的4与一般的双频干涉测量仪相比a精度提高了一倍o当反射镜随被测对象一起移动时a产生的多普勒效应使得f可知从干涉镜射出并被测量光接收器接收到的光频分别为的频率变化afa该变化量包含了被测对象的运动信息a其值可用下式表示1af4uc为光速au为测量反射镜移动速度aafc4f为测量时刻激光的波长o因为频差的时间积分为累积的干涉条纹个数或与被测长度相对应的脉冲数a所以上式可以化误差分析与补偿激光干涉测量精度受到多种因素影响o其测量误差主要包括1系统误差a主要指受到激光干涉测量方法及测量系统元部件制造精度的限制a测量系统所存在的不可消除的误差
激光干涉仪测量误差因素探讨
激光干涉仪测量误差因素探讨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。
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Edl en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。
迈克尔逊干涉仪实验报告,误差分析
迈克尔逊干涉仪实验报告,误差分析物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论实验总结：1．在实际测量中，出现了一下情况：随测量次数的增多，圆心位置发生了变化，这种现象是与理论相悖的，原因是由于M1与M2’未达到完全平行或调整仪器时未调整好，而且圆心偏移速度越快越说明M1与M2’平行度越差。
2．在测量完第一组数据后，反向旋转时会在旋转相当多圈后才会出现中心圆环的由吞吐变吐，这个转变不是立即就完成的，这是因为仪器右侧的旋钮为微调旋钮，使用它对干涉仪的性质改变影响较小，故有吞变吐需要旋转相当一段时间，此时应旋转中部大旋钮，再使用微调，但不要忘记刻度盘调零。
3．两组数据所测得的结果相差较大，这可能是由于测量过程的误差或操作失误所引起的，应尽量避免。
4．实验中还观察到许多现象，如M1上出现很多光斑，其中有亮有暗，同心圆的粗细和疏密变化等等。
但由于理论知识的缺乏，我们尚无法给出上述问题的完美解释，需要我们进一步的学习与探索。
一进行分析讨论。
从数据表格可以看到，在误差允许范围内，测量波长与理论波长一致，验证了这种测试方法的可行性。
误差分析：①实验中空程没能完全消除；②实验对每一百条条纹的开始计数点和计数结束点的判定存在误差；③实验中读数时存在随机误差；④实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。
3)实验结果：经分析，当顺时针转动旋钮时，“吐”出圆环，此时测得一波长，当逆时针转动旋钮时，“吞”出圆环，此时亦测得一波长。
将二者取平均值得测得光的波长：，P=0.95。
5.一个迈克尔逊实验，不但让我领悟到迈克尔逊设计干涉仪的巧妙和智慧，也更让我知道了做实验要有耐心和恒心，哪怕实验再麻烦，也必须坚持不懈，注重细节，这样才能真正地把实验做2.1、为什么白光干涉不易观察到？答：两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外，其光程差还必须小于其相干长度。
而白光的相干长度只有微米量级，所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。
让激光干涉仪测量产生误差的部分原因有哪些
让激光干涉仪测量产生误差的部分原因有哪些
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。
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。
1、阿贝误差
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。
浅谈双频激光干涉测量系统中的常见误差
浅谈双频激光干涉测量系统中的常见误差激光干涉测量以其测量范围大，高分辨率以及高精度测量等特点普及到很多高精度测量的行业中。
随着测量精度和分辨率的提高，测量过程中的任何误差都将对最终的测量结果造成一定程度上的影响。
通过介绍了激光干涉测量中一些常见的误差，并通过对这些误差的分析，来降低或修正误差，使我们的测量结果能更精确可靠。
标签：高精密测量；激光干涉测量；阿贝误差；余弦误差0 引言干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术，而激光的原理在1916年被爱因斯坦发现后，于1960年被首次成功制造，成为20世纪以来人类最重大的发明之一。
随着实验条件的提升，电子与计算机技术日新月异的发展，使得干涉测量技术得到迅猛发展。
在现代超精密加工过程中，普遍采用纳米级分辨率的双频激光干涉仪进行高精度位移测量。
但越高精密的测量，需要我们考虑的误差因素也就更多。
1 激光干涉仪原理激光干涉仪产生的干涉条纹变化频率与测量反射镜的运动速度有关，整个过程由光强转化出的直流电信号的频率变化也是从零开始变化，这个直流电信号只能用直流放大器来放大处理。
直流测量系统就会有直流光平和电平零飘的弊端，受到外界环境所约束，若激光束强度发生变化时，干涉条纹的条纹的平均光强的变化也会很大，从而导致测量的偏差，而这种无规则的变化又难以通过自动调整来补偿。
因此单频的激光干涉仪抗的缺点就是其抗干扰能力差，只能在恒温防震的条件下使用。
为了克服这一缺点，可以在干涉仪信号中引入一定频率的载波，使被测信号通过载波来传递，就能够采用交流放大，避免外界干扰造成的直流电平漂移。
利用这种技术设计的干涉仪称为外差式激光干涉仪。
现在普遍采用的双频激光干涉仪就是在单频激光干涉仪基础上发展的一种外差式激光干涉仪。
2 激光干涉测量系统的误差分析一般来说影响测量结果的误差主要有以下几点：激光干涉仪自身固有的系统误差；安装过程和测量过程中产生的阿贝误差和余弦误差；测量环境的变化而导致的环境误差。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论大家好，今天我们来讲讲迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论。
这个实验可是个大家伙，它能够帮助我们研究光的性质，了解光的波长、频率等信息。
但是，这个实验也有它的缺点，比如说误差比较大，需要我们认真对待。
我们来看看迈克尔逊干涉仪的基本原理。
简单来说，就是利用两个光源发出的光线在干涉板上反射后再次相遇的现象来测量光的波长和频率。
但是，由于各种因素的影响，比如说光源的位置、干涉板的角度等等，都会导致实验结果出现误差。
那么，这些误差具体是怎么产生的呢？其实，这个问题并不好回答。
因为误差就像是一只调皮的小猴子，总是在你最不经意的时候跳出来捣乱。
有时候是光源的位置不对，导致光线反射的角度偏离了预期；有时候是干涉板的角度不够精确，导致光线反射的效果不佳；还有时候是实验仪器本身存在缺陷，导致测量结果不准确。
误差就像是一只顽皮的小猴子，总是在你最不经意的时候跳出来捣乱。
不过，虽然误差可能会让我们的研究结果产生偏差，但是我们也不能因此就放弃这个实验。
相反，我们应该尽可能地减少误差的出现，提高实验的准确性。
具体来说，我们可以采取以下几种方法：第一，保持实验环境的稳定性。
比如说，在进行实验之前要确保实验室内的温度、湿度等参数都处于稳定状态；在实验过程中要注意防止外来干扰等因素对实验结果的影响。
第二，提高实验仪器的质量和精度。
这包括选用高质量的光源、干涉板等元件，以及对仪器进行定期校准和维护等工作。
第三，加强对实验操作技能的培训和管理。
只有熟练掌握了正确的操作方法和技巧，才能保证实验结果的准确性和可靠性。
我想说的是，尽管迈克尔逊干涉仪实验存在一定的误差问题，但是只要我们认真对待、勇于探索，相信一定能够取得更加准确、可靠的研究成果。
就像俗话说得好：“熟能生巧”，只有不断地实践和总结经验，才能够更好地应对各种挑战和困难。
6大激光干涉仪影响因素
6大激光干涉仪影响因素在数控机床位置准确度检测中，激光干涉仪是最常用的仪器。
但影响测量准确度的因素较多，在测量过程中必须加以考虑，并应采取措施减少或消除影响因素。
一、环境因素的影响1.影响因素下面所列任何一种环境参数的变化都会导致大约1μm的误差:(1)空气温度:1℃(2)空气压力:0.3kPa(3)相对湿度:30%特别是振动对测量的影响是非常大的，振动可能导致测量数据的分散，明显影响重复性的测量。
甚至可能使测量无法正常进行下去。
2.减少及消除的方法(1)测量尽量在恒温车间进行，以保持环境温度的相对稳定。
(2)在环境参数偏离标准条件时，可使用EC10环境补偿单元对温度、压力、湿度进行自动补偿，可使上述(温度、压力、湿度)误差减少到±1.1μm。
(3)尽量关掉车间的照明灯和机床上的工作灯，以减少热源。
(4)在夏季，为了减少激光器的发热，可用电风扇对其进行散热和降温，以延长激光器的使用时间。
(5)在测量时，应尽量避免车间各种振动的产生，如机床、行车等。
在必要时，可在下班或晚上比较安静的环境下测量。
同时，应将反射镜和干涉镜分别安装在刀具/中滑板位置和床身位置上，激光器安装在尽量靠近机床的位置，使用尽可能短的加长安装附件来固定光学元件，以减少机床振动产生的影响。
二、机器表面温度的影响1.影响因素机器温度偏离20℃时，由于使用的材料温度传感器的测量准确度及输入机器热膨胀系数不正确的影响，对测量准确度也会产生影响。
当材料温度传感器的准确度为±0.1℃，热膨胀系数为10μm/℃时，产生的测量误差为±1.0μm；若输入不正确的机器热膨胀系数会使准确度变化为10μm，甚至更多。
2.减少及消除的方法由上看出，热膨胀系数是一个重要的误差来源，因此应该注意确保输入正确的数值，必要时，可向机器供应商进行咨询。
三、死程误差的影响1.影响因素死程是在使用EC10自动补偿的方式进行位置准确度测量中随环境参数的变化而产生的一种误差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅析引起激光干涉仪测量误差的部分原因
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。
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Edl en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，误差也跟着显著增加，如下表所示：
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。
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。
死程 L1
测量光程
L2
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。
将镜组固定牢靠
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0.1Lum（L测量长度，单位：m）精度，远远超出设备的线性标称精度0.5Lum（L测量长度，单位：m）。