相移干涉技術在小角度及直線度測量中的應用

　　4　導軌直線度測量實驗

　　直線度誤差與角度變化的關系如下式:

　　其中,L為板橋跨度,即測角采樣長度。根據上述原理,我們應用Zygo GPI數字波面干涉儀對一根行程1 m的滾珠直線導軌進行了檢測。測量結果如表1所示。

　　利用表1中的數據得到導軌兩方向直線度誤差曲線如圖3所示,并利用最小二乘法對其擬合。對X方向直線度測量數據進行線性擬合,得到:

　　按照擬合直線的斜率對原始數據進行坐標旋轉,得到去掉傾斜值的直線度誤差數據,根據式(24)最終計算得到導軌X方向的直線度18·014μm,Y方向的直線度32·327μm。

　　5　精度分析

　　由于相移干涉儀所使用CCD的像元數為512×512,這樣系統(tǒng)的分辨率為λ/512。當反射鏡與參考鏡的口徑相同均為100 mm時,轉換到角度測量分辨率為λ/(512×100),其中λ=0·632 8μm。在小角度測量時,tanα等于后次測量的傾斜系數減去前次測量的傾斜系數,而傾斜系數表示的是反射鏡與參考鏡之間的相對位置關系,與參數鏡和反射鏡本身的面形精度無關。這樣,利用相移干涉技術的小角度測量精度只與干涉儀的重復測量精度有關,本實驗中所使用干涉儀的重復測量精度優(yōu)于λ/100,轉換成角度測量精度為λ/(100×100)。

　　6　結論

　　本文利用相移激光干涉儀結合Zernike波面擬合技術對小角度的測量進行了探討和研究,證明該方法用于小角度和直線度測量時,與一般方法相比,能大大提高測量分辨率和測量精度,為小角度和直線度的高精度測量提供了一條新的途徑。

　　參考文獻

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