20世(shi)紀60年代(dai)初激光(guang)(guang)的出現，幾(ji)何量(liang)計量(liang)技術的發展步(bu)入(ru)了嶄新的時期。激光(guang)(guang)干涉儀(yi)(yi)在(zai)此時脫穎而出，作為(wei)現代(dai)精密測量(liang)儀(yi)(yi)器的代(dai)表，激光(guang)(guang)干涉儀(yi)(yi)在(zai)精密制造、計量(liang)等各個行業領域中得(de)到了廣泛的應用，在(zai)精密位移、直線度(du)(du)、垂直度(du)(du)等測量(liang)領域發揮著重要(yao)的作用。
激光干涉儀的工作原(yuan)理
激光輸出可視(shi)為一束(shu)正弦(xian)波，如下圖：
激光干涉儀的(de)測(ce)量精度與哪些因素(su)有關？
總結(jie)起來(lai)，影響激光干涉(she)儀測量精(jing)度的因素(su)包(bao)括：
環境因素的影響
下面所列任(ren)何一種(zhong)環境參數的(de)變化都會導致大約1μm的(de)誤(wu)差:
(1)空氣溫度:1℃
(2)空氣壓力:0.3kPa
(3)相對濕度:30%
特別是振(zhen)動(dong)對測量的影(ying)響(xiang)是非常大的，振(zhen)動(dong)可能導致測量數據(ju)的分散，明顯影(ying)響(xiang)重復性的測量。甚至可能使測量無(wu)法正常進行下去。
機器表面溫度的影響
機器(qi)(qi)溫(wen)度(du)(du)(du)偏離20℃時，由于(yu)使(shi)(shi)用的材(cai)料(liao)溫(wen)度(du)(du)(du)傳感(gan)器(qi)(qi)的測量(liang)準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)及輸(shu)入(ru)機器(qi)(qi)熱膨脹(zhang)(zhang)系數(shu)不(bu)正確(que)的影響，對測量(liang)準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)也會產生影響。當材(cai)料(liao)溫(wen)度(du)(du)(du)傳感(gan)器(qi)(qi)的準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)±0.1℃，熱膨脹(zhang)(zhang)系數(shu)為(wei)(wei)10μm/℃時，產生的測量(liang)誤差為(wei)(wei)±1.0μm；若輸(shu)入(ru)不(bu)正確(que)的機器(qi)(qi)熱膨脹(zhang)(zhang)系數(shu)會使(shi)(shi)準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)變化為(wei)(wei)10μm，甚至更多。
死程誤差的影響
死程是在(zai)使用EC10自動補償的(de)方式進行(xing)位置(zhi)準確度測量(liang)中(zhong)隨環境參數(shu)的(de)變化而產生(sheng)的(de)一種誤差。由于在(zai)定“零點(dian)”時，固定光(guang)(guang)學鏡和(he)移動光(guang)(guang)學鏡之間存在(zai)一段距(ju)(ju)離，EC10無法(fa)對(dui)“零點(dian)”和(he)固定光(guang)(guang)學鏡之間的(de)距(ju)(ju)離進行(xing)補償而產生(sheng)誤差。
余弦誤差的影響
激光(guang)光(guang)束(shu)同(tong)運(yun)動坐標軸(zhou)的調準誤差(cha)會導致(zhi)測量的距(ju)(ju)離(li)和實際運(yun)動距(ju)(ju)離(li)之間的誤差(cha)，該(gai)誤差(cha)與(1-cosθ)成(cheng)正比，θ為(wei)激光(guang)光(guang)束(shu)同(tong)運(yun)動坐標軸(zhou)線之間的誤差(cha)夾角。
當激光測(ce)量系統的(de)(de)光路調整(zheng)得與(yu)運動(dong)坐標(biao)軸不(bu)同(tong)軸時，該余(yu)弦(xian)誤差會導致測(ce)量距離(li)比實際(ji)運動(dong)距離(li)短，用激光測(ce)量系統測(ce)量的(de)(de)實際(ji)距離(li)為(wei)Ls，而實際(ji)運動(dong)距離(li)為(wei)Lm。如θ角為(wei)0.167°，則引起的(de)(de)余(yu)弦(xian)誤差為(wei)5μm/m。
阿貝偏置誤差的影響
若激光(guang)光(guang)束調整得與指定的坐(zuo)標軸(zhou)為平行偏(pian)(pian)置(zhi)(zhi)時，在這種(zhong)情況下(xia)進(jin)行測量，光(guang)學元(yuan)件偏(pian)(pian)置(zhi)(zhi)安裝引起(qi)的角度運動會導(dao)致(zhi)阿(a)貝(bei)偏(pian)(pian)置(zhi)(zhi)測量誤差。該誤差與LΦ成(cheng)正比，其(qi)中，L為偏(pian)(pian)置(zhi)(zhi)距離，Φ為偏(pian)(pian)置(zhi)(zhi)角度。如Φ為0.0028°、L為100mm，所引起(qi)的阿(a)貝(bei)偏(pian)(pian)置(zhi)(zhi)誤差為5μm。
光學元件的影響
光學器件表面不干凈會導(dao)致信號強度(du)減弱，使精(jing)密測量(liang)變(bian)得困難，尤(you)其是在測量(liang)較長距離的(de)場(chang)合。
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