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依据衍射理论进行微小孔径的测量

发布时间:2015/5/13 21:23:04 访问次数:1903

   这说明圆孔直径D的微小变化,可以引IRF640NPB起环纹直径的很大变化。即在测量环纹直径D。时,如测量不确定度为dD。,则换算为衙射孔径D之后,其测量不确定度将缩小Dm/D倍。显然D越小,则Dm/D会越大。当值较大时,用衍射法进行测量就没有优越性了。一般仅对D<O. 5mm的孔应用此法进行测量。

   依据衍射理论进行微小孔径的测量,应取较高级的环纹,才有利于提高准确度。但高级环纹的光强微弱,检测器的灵敏度应足够高。为了充分利用光源的辐射能,采用单色性好、能量集中的激光器最为理想。若采用光电转换技术来自动地确定D。值,既可以提高测量不确定度,又可以加快测量速度。

   图7 - 27所示为用艾里斑测量人造纤维或玻璃纤维加工中的喷丝头孔径的原理图。测量仪器和被测件做相对运动,以保证每个孔顺序通过激光束。通常不同的喷丝头,其孔的直径在10~ 90ym范围。由激光器发出的激光束照射到被测件的小孑L上,通过孔以后的衍射光束由分光镜分成两部分,分别照射到光电接收器1和2上,两接收器分别将照射在其上的衍射图案转换成电信号,并送到电压比较器中,然后由显示器进行输出显示。电压比较器和显示器也可以是信号采集卡或计算机。

      

   图7 -27喷丝头孔径的艾里斑测量原理图

   通过微孑L衍射所得到的明暗条纹的总能量,可以认为不随孔的微小变化而变化,但是明暗条纹的强度分布(分布面积)是随孔径的变化而急剧改变的。因而,在衍射图上任何给定半径内的光强分布,即所包含的能量,是随激光束通过孔的直径变化而显变化的。因此,需设计使光电接收器1接收被分光镜反射的衍射图的全部能量,它所产生的电压幅度可以作为不随孔径变化的参考量。实际上,中心亮斑和前4个亮环已基本包含了全部能量,所以光电接收器1只要接收这部分能量就可以了。光电接收器2只接收艾里斑中心的部分能量,通常取艾里斑面积的1/2,因此,随被测孔径的变化和艾里斑面积的改变,其接收能量发生改变,从而输出电压幅值改变。电压比较器将光电接收器l和2的电压信号进行比较从而得出被测孔径值。

    7 -1  反映干涉信号质量的重要指标及其数学表达式和各个参数物理意义是什么?其影响因素是什么?

   7-2相位调制检测系统的光路设计有哪些要求?

   7-3有哪些干涉信号的移相方法?说明它们的工作原理。

   7-4如伺提高衍射测量分辨力?

   7-5衍射测量适合于什么样的量程和精度?




   这说明圆孔直径D的微小变化,可以引IRF640NPB起环纹直径的很大变化。即在测量环纹直径D。时,如测量不确定度为dD。,则换算为衙射孔径D之后,其测量不确定度将缩小Dm/D倍。显然D越小,则Dm/D会越大。当值较大时,用衍射法进行测量就没有优越性了。一般仅对D<O. 5mm的孔应用此法进行测量。

   依据衍射理论进行微小孔径的测量,应取较高级的环纹,才有利于提高准确度。但高级环纹的光强微弱,检测器的灵敏度应足够高。为了充分利用光源的辐射能,采用单色性好、能量集中的激光器最为理想。若采用光电转换技术来自动地确定D。值,既可以提高测量不确定度,又可以加快测量速度。

   图7 - 27所示为用艾里斑测量人造纤维或玻璃纤维加工中的喷丝头孔径的原理图。测量仪器和被测件做相对运动,以保证每个孔顺序通过激光束。通常不同的喷丝头,其孔的直径在10~ 90ym范围。由激光器发出的激光束照射到被测件的小孑L上,通过孔以后的衍射光束由分光镜分成两部分,分别照射到光电接收器1和2上,两接收器分别将照射在其上的衍射图案转换成电信号,并送到电压比较器中,然后由显示器进行输出显示。电压比较器和显示器也可以是信号采集卡或计算机。

      

   图7 -27喷丝头孔径的艾里斑测量原理图

   通过微孑L衍射所得到的明暗条纹的总能量,可以认为不随孔的微小变化而变化,但是明暗条纹的强度分布(分布面积)是随孔径的变化而急剧改变的。因而,在衍射图上任何给定半径内的光强分布,即所包含的能量,是随激光束通过孔的直径变化而显变化的。因此,需设计使光电接收器1接收被分光镜反射的衍射图的全部能量,它所产生的电压幅度可以作为不随孔径变化的参考量。实际上,中心亮斑和前4个亮环已基本包含了全部能量,所以光电接收器1只要接收这部分能量就可以了。光电接收器2只接收艾里斑中心的部分能量,通常取艾里斑面积的1/2,因此,随被测孔径的变化和艾里斑面积的改变,其接收能量发生改变,从而输出电压幅值改变。电压比较器将光电接收器l和2的电压信号进行比较从而得出被测孔径值。

    7 -1  反映干涉信号质量的重要指标及其数学表达式和各个参数物理意义是什么?其影响因素是什么?

   7-2相位调制检测系统的光路设计有哪些要求?

   7-3有哪些干涉信号的移相方法?说明它们的工作原理。

   7-4如伺提高衍射测量分辨力?

   7-5衍射测量适合于什么样的量程和精度?




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