激光長度測量

激光長度測量(laser length measure)

將激光和邁克爾遜干涉儀相結合，可得到激光干涉測長儀。測量時，干涉儀的一臂不動，另一臂從被測長度的起點移動到終點，記錄下相應干涉條紋變化的數目，就可以計算出長度值。由于激光的單色性，即相干性很好，可精密測量的長度非常長，可達幾十米至幾百米。并且激光的波長較短，測量的精度非常高，可達0.1微米。目前激光測長儀已被廣泛用來進行各種精密長度測量，例如長度基準-米尺的精確測量，中國利用激光測長儀進行測量，誤差小于O.2微米，達到了國際水平。在大規(guī)模集成電路生產中，要求制作的誤差小于1微米。用普通機械精密絲桿定位，誤差為4~5微米，不能滿足要求。激光測長儀的精度較高，將激光測長儀的傳動裝置改裝成快動和微動相結合的運動系統，就構成一臺激光微定位儀，可以滿足超大規(guī)模集成電路的生產要求。2100433B

1、長度的測量

長度的測量是最基本的測量，最常用的工具是刻度尺。

2、長度的單位及換算

長度的國際單位是米(m)，常用的單位有千米（Km），分米（dm）厘米（cm），毫米（mm）微米（μm）納米（nm）。

1Km = 1000 m ，1m = 10 dm ，1dm = 10 cm ，1cm = 10 mm ，1mm = 1000μm ，1μm = 1000nm

長度的單位換算時， 小單位變大單位用除，大單位換小單位用乘。

3、正確使用刻度尺

（1）使用前要注意觀察刻度線、量程、分度值

（2）使用時要注意

① 尺子要沿著所測長度放，尺邊對齊被測對象，必須放正重合，不能歪斜。

② 不利用磨損的零刻度線，如因零刻線磨損而取另一整刻度線為零刻線的，切莫忘記最后讀數中減掉所取代零刻線的刻度值。

③ 厚尺子要垂直放置。

④ 讀數時，視線應與尺面垂直。

4、正確記錄測量值

測量結果由數字和單位組成。

（1） 只寫數字而無單位的記錄無意義。

（2） 讀數時，要估讀到刻度尺分度值的下一位。

5、誤差

測量值與真實值之間的差異。

誤差不能避免，能盡量減?。诲e誤能夠避免，是不該發(fā)生的。

減小誤差的基本方法：多次測量求平均值，另外，選用精密儀器，改進測量方法也可以減小誤差。

6、特殊方法測量

用累積法（測多算少）測微小長度，如細銅絲直徑、紙張厚度；用轉換法（卡測法）測量硬幣、乒乓球直徑、圓錐體高度；用化曲為直法測量地圖上的鐵路長度、圓的周長。

7.用記米輪測量

可以使用一個記米輪在被測物上滾動，通過計數器把滾動的圈數記下，最后通過計算得出整個被測物體的長度。優(yōu)點是設備成本低廉，初期測量準確。缺點：當連續(xù)使用超過一個星期后，由于滾輪的磨損，打滑都會造成精度的下降，當使用超過一個月后，精度就會變得不可考量。

8.用激光記米器測量

當物體的長度超過5米后，如果使用常規(guī)的卷尺或直尺，記米輪測量法就會產生累積誤差，這種誤差會隨著計量長度的增加而變大，這時候，就可引入一種新型的激光記米方式，它是一種完全不同于傳統的機械式計米器或編碼器，由激光測長儀器（測速測長儀）垂直照射到被測物表面來，采用光學多普勒測量原理，不接觸被測物表面即可非常精確的測量速度長度，

主要優(yōu)點有：高精度 優(yōu)于0.05%即100 m = < 0.05m誤差

永遠不需校準和維護

不接觸被測物表面，沒有打滑

沒有機械式的傳動部件

長度測量法是將被測長度與已知基準長度比較，以確定被測長度量值的方法。長度計量的基本單位是“米”，這是18世紀末法國科學院提出的，將通過巴黎天文臺的地球子午線長度的4000萬分之一定義為“米”。又先后以“檔案米尺”兩端面間的距離和“國際基準米尺”兩刻線間的距離來復現“米”的定義。1893年開始用光波波長作為“米”定義的旁證?，F行“米”的定義是1983年10月第17屆國際計量大會上通過的：米是“光在真空中1/299792458秒時間間隔內所行進的路程的長度”，這一長度基準可以通過一些輻射波長和頻率來復現，它經過一系列傳遞又作為檢定量塊和各種量具的基準。經過長度基準檢定過的量塊和量具即可用來測量各種形式的長度值。

具體測量方法按所得量值的性質分為：①絕對測量法，所測得量值為被測長度值;②相對測量法，所測得量值為相對于某一基準量塊的偏差值。按與被測件接觸與否分為：①接觸測量，長度測量工具的測頭與被測表面有機械接觸;②非接觸測量，利用光學、氣動、電容、電感等傳感器件與被測件不接觸進行測長。按測量的時機分為：①主動測量，在加工過程中進行測量，并將得到的信息直接用于控制加工過程，也稱在線測量;②被動測量，加工完畢后對已加工工件的尺寸進行測量，測量結果不能直接控制加工過程，也稱線外測量。所用測量工具除由基準長度再現的各種線紋尺外，廣泛應用了游標細分法和螺紋放大原理，以提高長度測量的分辨率。光波(尤其單色性很強的激光)干涉測量原理的應用，又使測量精度有了大幅度的提高。隨著電子技術的發(fā)展，出現了多種位移傳感器，再加電子計算機的發(fā)展和應用，不但使長度測量的精度不斷提高，而且向高效、自動化測量方向邁出了有力的一步。 2100433B