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光學平臺的相關參數解釋
來源: 閱讀:1274 發(fa)布時間:2022-08-11 10:07:49
光學平臺的相關參數解釋

光(guang)學平臺廣泛應(ying)用(yong)于光(guang)學、電子(zi)、精密機(ji)(ji)械制(zhi)造、冶金、航天(tian)、航空、航海(hai)、精密化(hua)工和無損檢測等(deng)領域,以及其他機(ji)(ji)械行業的精密試驗(yan)儀器、設備振(zhen)動隔離的關鍵裝置(zhi)中。

當今科學界的科學實驗需要越來越精密的計算和測量,因此一個能與外界環境和干擾相對隔離的設備儀器對實驗的結果測量是非常重要的。能夠固定各種光學元件以及顯微鏡成像設備等的光學平臺也成為科研實驗中必備的產品。光學平臺主要的一個目標是消除平臺上任意兩個以上部件之間的相對位移。

固有頻率

Natural Frequency
平臺振動的周期或頻率與初始( 或外界) 條件無關,而只與系統的固有特性有關,稱為光學平臺的固有頻率或者固有周期。通常來說,固有頻率越低,系統的隔振性能就越強。
外界振動同物體的固有頻率相同時,通常會引起共振,往往不是好事,甚至會產生嚴重后果,比如:正常人體的固有頻率為7.5Hz 左右,其中各部分又有自己的固有頻率,如內臟為4-6Hz,頭部為8-12Hz 等,正是由于這個原因,次聲波對人體有很大的破壞。
固有頻率還分為水平方向和豎直方向,但通常來說豎直方向的固有頻率對整體隔振性能的影響,起到決定性作用,水平方向的固有頻率指標通常用于參考。

振動恢復時間

Damping Settling Time
也叫衰減周期,是指:某一點上開始振動到恢復到初始狀態所需要的min時間。
若要縮短光學平臺的振動恢復時間,通常有兩個辦法:
● 增大彈簧的彈性系數k。對于阻尼隔振平臺,可以換用材質較硬的阻尼材料;對于充氣平臺,可以適度增加空氣壓力

● 控制光學平臺臺面的質量。在不影響剛度(du)的前提下,臺面質量越輕,振動恢(hui)復(fu)時(shi)間(jian)越短(duan),使用(yong)效果就(jiu)越好(hao)。

平面度
Surface Flatness
光學平臺的平面度,通常是指單位面積內,被測實際表面相對其理想平面的變動量。通常國外光學平臺的平面度指標為:±0.1mm/600mm×600mm。

振幅

Amplitude
振動物體離開平衡位置的mac距離叫振動的振幅。
振幅在數值上等于max位移的大小。對于光學平臺系統,臺面受外力作用時,離開平衡位置的max距離,同光學平臺系統的結構、受力大小、受力的位置、瞬時加速度、速度、持續時間、臺面的剛性、隔振系統的阻尼比等諸多因素有著非常復雜的非線性函數關系,如果標稱振幅的具體指標,需要注明上述特定的實驗條件,否則振幅的指標,變得沒有意義。對于阻尼隔振的光學平臺,振幅通常在微米量級,而氣浮式隔振平臺,振幅通常為毫米量級甚至是厘米量級。

表面粗糙度

Surface Roughness
國家標準GB/T3505-2000 中規定了評定表面粗糙度的各種參數,其中常用的是輪廓算術平均偏差Ra。輪廓算術平均偏差Ra 是指在取樣長度內,沿測量方向(z 方向) 的輪廓線上的點與基準線之間距離絕對值的算術平均值。
若只標稱Ra 的數值,但并未公布取樣長度,這樣的數值標稱變得毫無意義,而且有誤導消費者的可能。比如說,標稱表面粗糙度為:0.5 ~ 0.8μm,但若取樣長度分別為10mm、1mm 和0.1mm,實際上表面粗糙度的差別可達百。根據GB1031 的推薦值:取樣長度若取0.25mm 時,精密及超精密加工表面的表面粗糙度Ra > 0.02 ~ 0.1μm ;當取樣長度取0.8mm 時,普通精加工表面Ra > 0.1 ~ 2μm。
根據上述說明,取樣長度為0.8mm,表面粗糙度為0.5 ~ 0.8μm 時,表面加工精度屬于一般水平。
另外,表面粗糙度通常是評定(小型)零件表面質量的指標,屬于微觀幾何形狀誤差。加工表面的粗糙度是加工過程中多種因素( 機床刀具工件系統、加工方法、切削用量、冷卻潤滑液) 共同作用的結果。這些因素的作用過程相當復雜,而且是不斷變化的。

撓度

Flexibility
撓度是指結構構件的軸線或中面由于彎曲引起垂直于軸線或中面方向的線位移。對于細長物體或薄物體,撓度是在受力后彎曲變形程度的度量。細長物體(如梁或柱)的撓度是指在變形時其軸線上各點在該點處軸線法平面內的位移量。薄板或薄殼的撓度是指中面上各點在該點處中面法線上的位移量。通俗地講,撓度就是構件的豎向變形。
撓度系數同剛性系數、抗拉強度、楊氏彈性模量等類似,是標稱材料特性的一個常數,對于光學平臺而言,其它因素相同只有厚度不同的情況下,鋼板越厚,撓度越小。

max相對位移

Maximum Relative Motion Value
通常光學平臺的max相對位移指標,是指在特定的測試條件和環境中,臺面本身的變形量。比如在一個隔離了外界振動的環境中,放置負載和空載情況下,通過平面度檢測儀測量臺面的變形。臺面的尺寸,通常取300mm×300mm,負載安置在此面積的中心位置,負載也有一定的要求(比如取114 公斤)。
光學平臺的max相對位移值,主要同平臺的結構和材料剛性相關,在同樣測試條件,且光學平臺的結構和材料相近的情況下,max相對位移的值相差不大。

重復定位精度

Repeatability
光學平臺中的重復定位精度同精密位移臺中概念不同,光學平臺的重復定位精度,是指在空載和在一定條件下加上負載并去除負載,光學平臺最終穩定后的高度差。這個指標同負載的大小、加載的位置、加載時的速度、加速度、卸載時的速度、加速度等等指標有很大的關系,對于充氣式平臺,還有一個重要前提,就是加載前后,氣囊中空氣的壓力、溫度和質量不發生變化。
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