光谱共焦传感器是一种新型高精度传感器,其测量精度可达到0.02%。相比于光栅尺、容栅、电感式变压器偏移传感器等传感器,它在偏移测量方面具有更加明显的优势。由于它的高精度特性,光谱共焦传感器在几何量高精度测量方面得到了广泛应用,如漫反射光和平面反射面的偏移测量、平整度测量、塑料薄膜和透明材料薄厚测量,外表粗糙度测量等。在偏移测量方面,光谱共焦传感器的主要功能就是测量偏移。研究人员对光谱共焦传感器的散射目镜进行了分析,并制定了相应的构造来提高其各项特性;也有研究人员利用光谱共焦传感器对飞机发动机电机转子叶片空隙进行了高精度和高效率的测量。在平整度测量方面,研究人员分析了光谱共焦传感器的检测误差,并对平面图检测误差展开了科学研究。通过利用光谱共焦传感器对圆平晶的平整度展开测量,他们获得了平面图检测误差的数值。光谱共集技术在电子制造领域可以用于电子元件的精度检测和测量。原装光谱共焦原理
根据对光谱共焦位移传感器原理的理解和分析,可以得出理想的镜头应具备以下性能:首先,产生较大的轴向色差,通常需要对镜头进行消色差措施,而该传感器需要利用色差进行测量,需要将其扩大化 ;其次,产生轴向色差后,焦点在轴上会因单色光的球差问题而导致光谱曲线响应的FWHM(半峰全宽)变大,影响分辨率;同时,为确保单色光在轴上汇聚到单一点,需要控制其球差;为保证传感器的线性度并平衡其各聚焦位置的灵敏度,焦点位置应尽量与波长成线性关系。高采样速率光谱共焦制作厂家光谱共焦透镜组设计和性能优化是光谱共焦技术研究的重要内容之一;
光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则,是一种高精度、非接触的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速精确测量的传感器,已经被大量应用于表面微观形状、厚度测量、位移测量、在线监控及过程控制等工业测量领域。展望其未来,随着光谱共焦传感技术的发展,必将在微电子、线宽测量、纳米测试、超精密几何量计量测试等领域得到更多的应用。光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来 ,其无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,从而大幅提高测量速度。
表面粗糙度测量方法具体流程如下 :(1)待测工件定位。将待测工件平稳置于坐标测量机测量平台上,调用标准红宝石测针测量其空间位置和姿态,为按测量工艺要求确定测量位置提供数据。(2)轮廓扫描。测量机测量臂更换挂载光谱共焦传感器的光学探头,驱动探头运动至工件测量位置,调整光源光强、光谱仪曝光时间和采集频率等参数以保证传感器处于较好的工作状态,编辑扫描步距、速度等运动参数后启动轮廓扫描测量,并在上位机上同步记录扫描过程中的横向坐标和传感器高度信息,映射成为测量区域的二维微观轮廓。(3)表面粗糙度计算与评价。将扫描获取的二维微观轮廓数据输入到轮廓处理算法内进行计算,按照有关国际标准选择合适的截止波长,按高斯轮廓滤波方法对原始轮廓进行滤波处理,得到其表面粗糙度轮廓,并计算出粗糙度轮廓的评价中线,再按照表面粗糙度的相关评价指标的计算方法得出测量结果,得到被测工件的表面粗糙度信息。线性色散设计的光谱共焦测量技术是一种新型的测量方法;
光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低以及高分辨率等特点,已成为工业测量的热门传感器,在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量和3C电子等领域广泛应用。本次测量场景采用了创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025 µm的重复精度、±0.02%的线性精度、30kHz的采样速度和±60°的测量角度,适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面,支持485、USB、以太网,模拟量的数据传输接口。光谱共焦技术的研究和应用将推动中国科技事业的发展。高采样速率光谱共焦设备生产
光谱共焦位移传感器可以实现对不同材料的位移测量,包括金属、陶瓷、塑料等;原装光谱共焦原理
在硅片栅线的厚度测量过程中,创视智能TS-C系列光谱共焦传感器和CCS控制器被使用。TS-C系列光谱共焦位移传感器具有0.025 µm的重复精度,±0.02%的线性精度,10kHz的测量速度和±60°的测量角度。它适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面和多层玻璃等材料表面,支持485 、USB、以太网和模拟量数据传输接口。在测量太阳能光伏板硅片栅线厚度时,使用单探头在二维运动平台上进行扫描测量。栅线厚度可通过栅线高度与基底高度之差获得,通过将需要扫描测量的硅片标记三个区域并使用光谱共焦C1200单探头单侧测量来完成测量。由于栅线不是平整面,并且有一定的曲率,因此对于测量区域的选择具有较大的随机性影响。原装光谱共焦原理