依據(jù)衍射理論進行微小孔徑的測量
發(fā)布時間:2015/5/13 21:23:04 訪問次數(shù):1920
這說明圓孔直徑D的微小變化,可以引IRF640NPB起環(huán)紋直徑的很大變化。即在測量環(huán)紋直徑D。時,如測量不確定度為dD。,則換算為衙射孔徑D之后,其測量不確定度將縮小Dm/D倍。顯然D越小,則Dm/D會越大。當值較大時,用衍射法進行測量就沒有優(yōu)越性了。一般僅對D<O. 5mm的孔應用此法進行測量。
依據(jù)衍射理論進行微小孔徑的測量,應取較高級的環(huán)紋,才有利于提高準確度。但高級環(huán)紋的光強微弱,檢測器的靈敏度應足夠高。為了充分利用光源的輻射能,采用單色性好、能量集中的激光器最為理想。若采用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)來自動地確定D。值,既可以提高測量不確定度,又可以加快測量速度。
圖7 - 27所示為用艾里斑測量人造纖維或玻璃纖維加工中的噴絲頭孔徑的原理圖。測量儀器和被測件做相對運動,以保證每個孔順序通過激光束。通常不同的噴絲頭,其孔的直徑在10~ 90ym范圍。由激光器發(fā)出的激光束照射到被測件的小孑L上,通過孔以后的衍射光束由分光鏡分成兩部分,分別照射到光電接收器1和2上,兩接收器分別將照射在其上的衍射圖案轉(zhuǎn)換成電信號,并送到電壓比較器中,然后由顯示器進行輸出顯示。電壓比較器和顯示器也可以是信號采集卡或計算機。
圖7 -27噴絲頭孔徑的艾里斑測量原理圖
通過微孑L衍射所得到的明暗條紋的總能量,可以認為不隨孔的微小變化而變化,但是明暗條紋的強度分布(分布面積)是隨孔徑的變化而急劇改變的。因而,在衍射圖上任何給定半徑內(nèi)的光強分布,即所包含的能量,是隨激光束通過孔的直徑變化而顯變化的。因此,需設計使光電接收器1接收被分光鏡反射的衍射圖的全部能量,它所產(chǎn)生的電壓幅度可以作為不隨孔徑變化的參考量。實際上,中心亮斑和前4個亮環(huán)已基本包含了全部能量,所以光電接收器1只要接收這部分能量就可以了。光電接收器2只接收艾里斑中心的部分能量,通常取艾里斑面積的1/2,因此,隨被測孔徑的變化和艾里斑面積的改變,其接收能量發(fā)生改變,從而輸出電壓幅值改變。電壓比較器將光電接收器l和2的電壓信號進行比較從而得出被測孔徑值。
7 -1 反映干涉信號質(zhì)量的重要指標及其數(shù)學表達式和各個參數(shù)物理意義是什么?其影響因素是什么?
7-2相位調(diào)制檢測系統(tǒng)的光路設計有哪些要求?
7-3有哪些干涉信號的移相方法?說明它們的工作原理。
7-4如伺提高衍射測量分辨力?
7-5衍射測量適合于什么樣的量程和精度?
這說明圓孔直徑D的微小變化,可以引IRF640NPB起環(huán)紋直徑的很大變化。即在測量環(huán)紋直徑D。時,如測量不確定度為dD。,則換算為衙射孔徑D之后,其測量不確定度將縮小Dm/D倍。顯然D越小,則Dm/D會越大。當值較大時,用衍射法進行測量就沒有優(yōu)越性了。一般僅對D<O. 5mm的孔應用此法進行測量。
依據(jù)衍射理論進行微小孔徑的測量,應取較高級的環(huán)紋,才有利于提高準確度。但高級環(huán)紋的光強微弱,檢測器的靈敏度應足夠高。為了充分利用光源的輻射能,采用單色性好、能量集中的激光器最為理想。若采用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)來自動地確定D。值,既可以提高測量不確定度,又可以加快測量速度。
圖7 - 27所示為用艾里斑測量人造纖維或玻璃纖維加工中的噴絲頭孔徑的原理圖。測量儀器和被測件做相對運動,以保證每個孔順序通過激光束。通常不同的噴絲頭,其孔的直徑在10~ 90ym范圍。由激光器發(fā)出的激光束照射到被測件的小孑L上,通過孔以后的衍射光束由分光鏡分成兩部分,分別照射到光電接收器1和2上,兩接收器分別將照射在其上的衍射圖案轉(zhuǎn)換成電信號,并送到電壓比較器中,然后由顯示器進行輸出顯示。電壓比較器和顯示器也可以是信號采集卡或計算機。
圖7 -27噴絲頭孔徑的艾里斑測量原理圖
通過微孑L衍射所得到的明暗條紋的總能量,可以認為不隨孔的微小變化而變化,但是明暗條紋的強度分布(分布面積)是隨孔徑的變化而急劇改變的。因而,在衍射圖上任何給定半徑內(nèi)的光強分布,即所包含的能量,是隨激光束通過孔的直徑變化而顯變化的。因此,需設計使光電接收器1接收被分光鏡反射的衍射圖的全部能量,它所產(chǎn)生的電壓幅度可以作為不隨孔徑變化的參考量。實際上,中心亮斑和前4個亮環(huán)已基本包含了全部能量,所以光電接收器1只要接收這部分能量就可以了。光電接收器2只接收艾里斑中心的部分能量,通常取艾里斑面積的1/2,因此,隨被測孔徑的變化和艾里斑面積的改變,其接收能量發(fā)生改變,從而輸出電壓幅值改變。電壓比較器將光電接收器l和2的電壓信號進行比較從而得出被測孔徑值。
7 -1 反映干涉信號質(zhì)量的重要指標及其數(shù)學表達式和各個參數(shù)物理意義是什么?其影響因素是什么?
7-2相位調(diào)制檢測系統(tǒng)的光路設計有哪些要求?
7-3有哪些干涉信號的移相方法?說明它們的工作原理。
7-4如伺提高衍射測量分辨力?
7-5衍射測量適合于什么樣的量程和精度?
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