采用对比测试方法,首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核,图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。为了便于比较,将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。从图中可以看出,二者的低阶轮廓整体相似,局部的轮廓信息存在一定的偏差,原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外,白光共焦光谱的信噪比较原子力低,这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。图5(b)是靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线,从图中可以看出,在模数低于100的功率谱范围内,两种方法的测量结果一致性较好,当模数大于100时,白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据,这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级,同时,受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响,共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。光谱共焦技术可以在环境保护中发挥重要作用。绍兴小型光谱共焦
表面粗糙度是指零件在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素在工件加工表面上形成的具有较小间距和较小峰谷的微观水平状况,是表面质量的一个重要衡量指标,关系零件的磨损、密封、润滑、疲劳、研和等机械性能。表面粗糙度测量主要可分为接触式测量和非接触式测量。触针式接触测量容易划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低、不能测复杂表面,而非接触测量相对而言可以实现非接触、高效、在线实时测量,而成为未来粗糙度测量的发展方向。目前常用的非接触法主要有干涉法、散射法、散斑法、聚焦法等。而其中聚焦法较为简单实用。采用光谱共焦位移传感器,搭建了一套简易的测量装置,对膜式燃气表的阀盖粗糙度进行了非接触的测量,以此来判断阀盖密封性合格与否,取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器,利用其搭建的二维纳米测量定位装置对粗糙度样块进行表面粗糙度的非接触测量,并对测量结果进行不确定评定,得到 U95 为 13.9%。绍兴小型光谱共焦光谱共焦技术具有轴向按层分析功能,精度可以达到纳米级别。
对光谱共焦位移传感器原理进行理解与分析得出,想得到的理想镜头应该具备以下性能:首先需要其产生较大的轴向色差,通常需要对镜头进行消色差措施,而对于此传感器需要利用其色差进行测量,并且还需将其扩大化,其次产生轴向色差后在轴上的焦点会由于单色光球差的问题导致光谱曲线响应FWHM(Full Width at Half Maximum)变大,影响分辨率,同时为确保单色光在轴上汇聚点单一,需要对其球差进行控制, 为使此位移传感器从原理上保证传感器的线性度,平衡传感器各个聚焦位置的灵敏度,应尽量使焦点位置与波长成线性关系。
三坐标测量机是加工现场常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备,其具有通用性强,精确可靠等优点。本文面向一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求,提出一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度集成在线测量方法,利用工业现场常用的三坐标测量机平台执行轮廓扫描,并记录测量扫描位置实时空间横坐标,根据空间坐标关系,将测量扫描区域的微观高度信息和扫描采样点组织映射为微观轮廓,经高斯滤波处理和评价从而得到测量对象的表面粗糙度信息。光谱共焦技术可以对材料表面和内部进行非接触式的检测和分析。
随着工业快速的发展,对精密测量技术的要求越来越高,位移测量技术作为几何量精密测量的基础,不仅需要超高测量精度,而且需要对环境和材料的大量适应性,并且逐步趋于实时、无损检测。与传统接触式测量方法相比,光谱共焦位移传感器具有高速度,高精度,高适应性等明显优势。本文通过对光谱共焦传感器应用场景的分析,有助于广大读者进一步加深对光谱共焦传感器技术的理解。得益于纳米级精度及超好的角度特性,光谱共焦位移传感器可用于对表面粗糙度进行高精度测量。相对于传统的接触式粗糙度仪,光谱共焦位移传感器以更高的速度采集粗糙度轮廓,并且对产品表面无任何损伤。光谱共焦技术可以实现对样品的定量分析。绍兴小型光谱共焦
光谱共焦技术可以实现高分辨率的成像和分析。绍兴小型光谱共焦
主要是对光谱共焦传感器的校准后的误差进行分析。各自利用干涉仪与高精密测长机对光谱共焦传感器开展测量,用曲面测针确保光谱共焦传感器的激光光路坐落于测针,以确保光谱共焦传感器在测量时安装精密度,随后拆换平面图歪头,对光谱共焦传感器开展校准。用小二乘法对测量数据进行解决,获得测量数据库的离散系统误差。结果显示:高精密测长机校准后的离散系统误差为 0.030%,激光器于涉仪校准时的分析线形误差为0.038%。利用小二乘法开展数据处理方法及离散系统误差的计算,减少校准时产生的平行度误差及光谱共焦传感器的系统误差,提高对光谱共焦传感器的校准精密度。绍兴小型光谱共焦