(3)非接觸測(cè)頭以及各種掃描探針顯微鏡。航空航天行業(yè)對(duì)此已經(jīng)提出迫切要求,這是今后坐標(biāo)測(cè)量機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。目前接觸式測(cè)頭已完全被國外所壟斷,非接觸測(cè)頭還沒有發(fā)展成熟,我們有參與競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)遇。以前較多采用的激光三角法原理受到很多限制,難以有突破性進(jìn)展,但可在原理創(chuàng)新上下功夫。應(yīng)該突破0.1~0.5μm分辨率。(5)新器件,新材料。過去,科研評(píng)價(jià)體系存在偏重于整機(jī)和系統(tǒng),忽視材料和器件的趨向。新的突破點(diǎn)可能出現(xiàn)在新光源、新型高頻探測(cè)器。目前探測(cè)器的響應(yīng)頻率只有10的9次方,而光頻高達(dá)10的14次方,目前干涉儀實(shí)際上是起著混頻器的作用,適應(yīng)探測(cè)器的不足(如果探測(cè)器的響應(yīng)果真能超過光頻,干涉儀也就沒有用了)。如果探測(cè)器的性能得到顯著提高,對(duì)于通訊也是很大的突破?;趬弘姷亩ㄎ黄鳎敳浚┲辉趚軸上移動(dòng)(5 nm步長)。北京高精度激光干涉儀
結(jié)構(gòu)原理:普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理:電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同,一次繞組的匝數(shù)(N1)較少,直接串聯(lián)于電源線路中,一次負(fù)荷電流(I1)通過一次繞組時(shí),產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流(I2);二次繞組的匝數(shù)(N2)較多,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路,由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù),I1N1=I2N2,電流互感器額定電流比電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小,二次繞組接近于短路狀態(tài),相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。山東平臺(tái)校準(zhǔn)激光干涉儀不穩(wěn)定的偏航和俯仰測(cè)量。
利用干涉原理測(cè)量光程之差從而測(cè)定有關(guān)物理量的光學(xué)儀器。兩束相干光間光程差的任何變化會(huì)非常靈敏地導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng),而某一束相干光的光程變化是由它所通過的幾何干涉儀路程或介質(zhì)折射率的變化引起,所以通過干涉條紋的移動(dòng)變化可測(cè)量幾何長度或折射率的微小改變量,從而測(cè)得與此有關(guān)的其他物理量。測(cè)量精度決定于測(cè)量光程差的精度,干涉條紋每移動(dòng)一個(gè)條紋間距,光程差就改變一個(gè)波長(~10-7米)。所以干涉儀是以光波波長為單位測(cè)量光程差的,其測(cè)量精度之高是任何其他測(cè)量方法所無法比擬的。
干涉儀分雙光束干涉儀和多光束干涉儀兩大類,前者有瑞利干涉儀、邁克耳孫干涉儀及其變型泰曼干涉儀、馬赫-秦特干涉儀等,后者有法布里-珀luogan涉儀等。干涉儀的應(yīng)用極為guangfan。長度測(cè)量在雙光束干涉儀中,若介質(zhì)折射率均勻且保持恒定,則干涉條紋的移動(dòng)是由兩相干光幾何路程之差發(fā)生變化所造成,根據(jù)條紋的移動(dòng)數(shù)可進(jìn)行長度的精確比較或juedui測(cè)量。邁克耳孫干涉儀和法布里-珀luogan涉儀曾被用來以鎘紅譜線的波長表示國際米。折射率測(cè)定兩光束的幾何路程保持不變,介質(zhì)折射率變化也可導(dǎo)致光程差的改變,從而引起條紋移動(dòng)。瑞利干涉儀就是通過條紋移動(dòng)來對(duì)折射率進(jìn)行相對(duì)測(cè)量的典型干涉儀。應(yīng)用于風(fēng)洞的馬赫-秦特干涉儀被用來對(duì)氣流折射率的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。LineCAL可實(shí)現(xiàn)亞微米精度的空間補(bǔ)償。
引力波測(cè)量干涉儀也可以用于引力波探測(cè)(Saulson,1994)。激光干涉儀引力波探測(cè)器的概念是前蘇聯(lián)科學(xué)家Gertsenshtein和Pustovoit在1962年提出的(Gertsenshtein和Pustovoit 1962。1969年美國科學(xué)家Weiss和Forward則分別在1969年即于麻省理工和休斯實(shí)驗(yàn)室建造初步的試驗(yàn)系統(tǒng)(Weiss 1972)。截止jin ri,激光干涉儀引力波探測(cè)器已經(jīng)發(fā)展了40余年。目前LIGO激光干涉儀實(shí)驗(yàn)宣稱shou ci直接測(cè)量到了引力波 (LIGO collaboration 2016)。LIGO可以認(rèn)為是兩路光線的干涉儀,而另外一類引力波探測(cè)實(shí)驗(yàn), 脈沖星測(cè)時(shí)陣列則可認(rèn)為是多路光線干涉儀(Hellings和Downs,1983)。創(chuàng)建了一個(gè) CMM演示器,用于顯示由IDS3010執(zhí)行的CMM中的位置檢測(cè)。模切尺寸激光干涉儀表面粗糙度
用于齒輪箱和驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系的機(jī)械負(fù)載測(cè)試的運(yùn)動(dòng)跟蹤。北京高精度激光干涉儀
利用不同構(gòu)形的彈性敏感元件可測(cè)量各種物體的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力、扭矩、加速度等機(jī)械量。半導(dǎo)體應(yīng)變片與電阻應(yīng)變片(見電阻應(yīng)變片相比,具有靈敏系數(shù)高(約高 50~100倍)、機(jī)械滯后小、體積小、耗電少等優(yōu)點(diǎn)。P型和N型硅的靈敏系數(shù)符號(hào)相反,適于接成電橋的相鄰兩臂測(cè)量同一應(yīng)力。早期的半導(dǎo)體應(yīng)變片采用機(jī)械加工、化學(xué)腐蝕等方法制成,稱為體型半導(dǎo)體應(yīng)變片。它的缺點(diǎn)是電阻和靈敏系數(shù)的溫度系數(shù)大、非線性大和分散性大等。這曾限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。自70年代以來,隨著半導(dǎo)體集成電路工藝的迅速發(fā)展,相繼出現(xiàn)擴(kuò)散型、外延型和薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片,上述缺點(diǎn)得到一定克服。半導(dǎo)體應(yīng)變片主要應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、車輛、船舶、機(jī)床、橋梁等各種設(shè)備的機(jī)械量測(cè)量。北京高精度激光干涉儀