激光參數(shù)測(cè)量

激光長(zhǎng)度測(cè)量(laser length measure)

將激光和邁克爾遜干涉儀相結(jié)合，可得到激光干涉測(cè)長(zhǎng)儀。測(cè)量時(shí)，干涉儀的一臂不動(dòng)，另一臂從被測(cè)長(zhǎng)度的起點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)，記錄下相應(yīng)干涉條紋變化的數(shù)目，就可以計(jì)算出長(zhǎng)度值。由于激光的單色性，即相干性很好，可精密測(cè)量的長(zhǎng)度非常長(zhǎng)，可達(dá)幾十米至幾百米。并且激光的波長(zhǎng)較短，測(cè)量的精度非常高，可達(dá)0.1微米。目前激光測(cè)長(zhǎng)儀已被廣泛用來進(jìn)行各種精密長(zhǎng)度測(cè)量，例如長(zhǎng)度基準(zhǔn)-米尺的精確測(cè)量，中國(guó)利用激光測(cè)長(zhǎng)儀進(jìn)行測(cè)量，誤差小于O.2微米，達(dá)到了國(guó)際水平。在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中，要求制作的誤差小于1微米。用普通機(jī)械精密絲桿定位，誤差為4~5微米，不能滿足要求。激光測(cè)長(zhǎng)儀的精度較高，將激光測(cè)長(zhǎng)儀的傳動(dòng)裝置改裝成快動(dòng)和微動(dòng)相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，就構(gòu)成一臺(tái)激光微定位儀，可以滿足超大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)要求。2100433B

激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)( Laser Tracker System )是由單臺(tái)激光跟蹤儀構(gòu)成的球坐標(biāo)系瀕量系統(tǒng)，是一種大范圍、大尺寸設(shè)備的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤的高精度新型測(cè)量?jī)x器。它集成了激光干涉測(cè)距、光電探測(cè)術(shù)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代控制技術(shù)以及數(shù)值計(jì)算理論等，能對(duì)空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤并實(shí)時(shí)測(cè)量目標(biāo)的三維坐標(biāo)。激光跟蹤儀是一種精密的三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器，它具有精度高、速度快、便于移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

激光跟蹤儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測(cè)距和跟蹤方式與全站儀不同，測(cè)程僅到35m,重達(dá)30 多公斤，只適合作室內(nèi)工業(yè)測(cè)量。激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)在大型工件測(cè)量、定位、校準(zhǔn)、安裝及在線加工等方面，都是最有效、性價(jià)比最高的測(cè)量設(shè)備。

激光跟蹤儀測(cè)量系統(tǒng)的軟件有數(shù)據(jù)管理/處理模塊及控制/測(cè)量模塊，商業(yè)化軟件有Leica 公司的Axyz CDM/LTM。控制/測(cè)量模塊可作靜態(tài)的單點(diǎn)平均測(cè)量、球面擬合測(cè)量，還可對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤測(cè)量，進(jìn)行連續(xù)采樣、格網(wǎng)采樣和表面測(cè)量等，還具有搬站功能。 2100433B

激光位移(三角法)是最常見的激光測(cè)位移的方法之一，20世紀(jì)70年代用于熱軋帶鋼板形測(cè)量，由于這種板形測(cè)量方法簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，在線數(shù)據(jù)處理容易實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)已廣泛用于板形測(cè)量領(lǐng)域。激光測(cè)位移系統(tǒng)由激光光源和接收器(PSD和CCD)兩部分組成。激光器LD發(fā)出的光經(jīng)透鏡L1匯聚照射在被測(cè)帶鋼表面的點(diǎn)O，其散射光由透鏡L2接收匯聚到線性光電元件(CCD)上的點(diǎn)O'，O與O'點(diǎn)共軛。當(dāng)被測(cè)帶鋼表面相對(duì)激光器LD發(fā)生位移x，而使物光點(diǎn)偏離零點(diǎn)O,像光點(diǎn)X'也將產(chǎn)生位移而偏離光電元件的零點(diǎn)(O')。由幾何關(guān)系可推得x=aX'/(bsinβ十X'cosβ)。實(shí)際應(yīng)用中調(diào)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可能略有不同，但測(cè)量原理基本相同。同時(shí)，光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理，并通過微處理器分析，計(jì)算出相應(yīng)的輸出值，并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi)，按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)。如果使用開關(guān)量輸出，則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關(guān)量輸出可獨(dú)立設(shè)置檢測(cè)窗口。

采取三角測(cè)量法的激光位移傳感器最高線性度可達(dá)1um，分辨率更是可達(dá)到0.1um的水平。比如ZLDS100類型的傳感器，它可以達(dá)到0.01%高分辨率，0.1%高線性度，9.4KHz高響應(yīng)，適應(yīng)惡劣環(huán)境。

激光位移法只是測(cè)量帶鋼因浪形而上下擺動(dòng)的位移量，而要得到對(duì)應(yīng)平直度的參數(shù)計(jì)算出帶鋼寬度方向不同位置縱向纖維長(zhǎng)度差異。因此，通常要沿帶鋼寬度方向設(shè)置三臺(tái)以上激光位移傳感器。