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    行業新聞

    干涉測量中環境誤差及其補償技術
    發布時間:2022-07-12瀏覽次數:16

    作為一種超精密的非接觸式測量設備,雙頻激光干涉儀是現有測量方法中能做到在納米級測量精度的情況下保證大量程和高速度測量的方法。雙頻激光干涉儀采用外差干涉的方法進行測量,將信號轉變為交流量,克服了普通單頻激光干涉儀存在測量信號直流漂移的問題,因此在超精密測量領域有著重要作用。

    實際測量中,無論是雙頻激光干涉儀還是單頻激光干涉儀,都是以激光波長作為基準的,而空氣中的激光波長是隨空氣的折射率變化的,空氣折射率又是隨溫度、壓力、濕度等因素而變化的。因此,環境溫度、壓力、濕度等參數的變化會對激光干涉測量精度產生影響,這種影響被稱為環境誤差。

    環境誤差在激光干涉儀的系統誤差里面占據較大的比例,尤其是對于大量程測量。而影響環境誤差的幾個因素當中,溫度影響較大,大約可達1ppm,即1米的量程,溫度變化1℃所產生的誤差大約為1000nm;其次是氣壓的影響,大約為2.7ppb,即1米的量程,氣壓變化1Pa所產生的誤差大約為2.7nm;至于濕度的影響則很小,幾乎可以忽略。

    如果不對上述環境誤差進行補償,干涉儀的測量精度是很難達到納米級的(尤其是大量程測量)。環境誤差的補償目前有直接法和間接法兩種。直接法主要是利用波長跟蹤器對空氣中的波長進行實時測量;而間接法則是利用一些溫度壓力濕度傳感器測量出環境的溫度壓力等信息,利用經驗公式間接計算出實際的空氣折射率,常用方法有Edlen公式,它是目前用于干涉儀環境補償常用的方法。


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