空间大尺寸坐标测量校准装置

空间大尺寸坐标测量校准装置主要用于激光干涉仪、线纹尺等的长度精度校准以及激光跟踪仪、经纬仪坐标测量系统等可移动式空间大尺寸坐标测量系统的直接坐标比对和校准.对该装置的组成及工作原理进行介绍的基础上,阐述了校准装置的应用过程,并对该装置的测量不确定度进行了分析.     

光谱共焦传感器多参数高准确度校准

针对高准确度光谱共焦传感器缺乏相应校准装置及方法的问题,提出了一种基于激光干涉测量的校准方法,并研制了相应的校准装置。一方面,提出了一种波长倍数间隔测量法,通过位移反馈控制将位移间隔设置为激光波长的整数倍,以减小激光干涉仪非线性误差对测量的影响;另一方面,提出了测点修正算法,消除了受检点处位移标准值因校准装置定位准确度限制不重合对测量的影响。实验结果表明：在0～100μm的测量范围内,示值误差为±23 nm,重复性为5 nm,示值误差测量结果的扩展不确定度U₂=7.0 nm(k=2)。构建的校准装置在0～50 mm的测量范围内的示值误差测量结果不确定度为U₁=3.0 nm+2×10^-7L(k=2)。     

球棒球心距测量装置及装校方法

激光干涉仪直接测量球棒球心距是目前国际上球棒标准器量值溯源的一种新颖且有效的方法,根据该原理构建球棒球心距测量装置。通过激光干涉仪校准、导轨滑动平台直线度调节以及球座和角锥反射镜座装校等方法,来降低几项主要误差来源,并进行实验及不确定度分析。当测量球心距为300 mm的标准球棒时,装置的扩展不确定度可达0.5μm。通过与德国DAkks校准证书中采用的三坐标测量机法进行比对,En值为0.41,验证不确定度评定的合理性。实验结果表明:该装置的构建为我国高精度球棒的量值溯源提供新的校准方案,具有良好实用性。     

微风速标准装置的建立和热线风速仪校准方法的实验研究

中国计量科学研究院建立了微风速标准装置,基于该标准装置对热线风速仪的校准展开了实验研究。微风速标准装置基于相对法测量原理,实验通过气浮滑车搭载热线风速仪运动,由激光干涉仪测得的距离对时间微分得到标准速度,通过这种方式实现了热线风速仪的校准。滑车的运动速度可以溯源到国家计量院的时间和长度基准;此外,根据热线风速仪传感器的理论模型计算得到了热线风速仪的静态特性方程,比较理论模型与校准结果,发现二者具有良好的一致性。实验结果和不确定度分析表明:微风速标准装置的扩展不确定度U=0.82%（k=2）;热线风速仪校准结果的扩展不确定度U=2.42%（k=2）。     

地面三维激光扫描仪距离校准装置及测量不确定度评定

距离测量结果的准确度是衡量地面三维激光扫描仪测量精度的重要技术指标.采用精密气浮导轨、高精度全站仪以及标准靶球建立了三维激光扫描仪距离校准装置,实现了室内80m范围该类仪器的绝对测距和相对测距能力的校准测试,并对校准结果进行了不确定度分析.     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

非接触步距规校准装置的研制

利用激光干涉仪、光电瞄准系统、二级复合定位系统相结合,研制了非接触步距规校准装置,实现了高精度非接触步距规。本文介绍了该仪器的构成、原理、特点,并进行了装置的不确定度分析,经分析1 m步距规的测量不确定度可以达到0.5μm(k=2)。     

基于Edlén公式空气折射率测量系统的校准研究

为了检验对激光干涉仪测量精度有很大影响的空气折射率测量系统的测试性能,提出一种可用于基于Edlén公式的空气折射率测量系统的校准方法,并且设计了专门的校准装置,该装置主要由温度、气压以及湿度测量系统组成。实验证明：取包含因子k=2时,温度在(5~40)℃区间,测量不确定度U优于0.02 ℃;气压在(66~105)kPa区间,U=18 Pa;湿度在(10~90)%RH区间,U=2.0%RH,等效于整个系统对应的空气折射率测量的相对不确定度优于1×10^-7     

室内GPS发射器角度校准装置的研制

室内GPS利用测量的水平角和垂直角来定位,其测角误差直接影响到系统的综合测量精度,根据室内GPS的测量原理及室内GPS角度校准的技术要求,结合精密转台、同轴调整装置和竖轴激光导轨,研制了室内GPS发射器角度校准装置,并对其测角精度进行分析计算和实验验证.实验结果表明,装置的水平角测量不确定度为1.5″,俯仰角测量不确定度为0.9″,并能够同时实现室内GPS的俯仰角及水平角的校准.     

1等标准光滑圆柱环规检测装置

本装置是在具有高精度导轨的SIP三坐标测量机上架设激光干涉仪作为测量标准器，利用电感测微仪作为瞄准器，使测量可以直接溯源到激光波长，实现了1等标准光滑圆柱环规的高精度测量。装置对φ50mm标准环规直径测量的不确定度达到70．15μm。通过与瑞士国家计量局和国家计量院的比对测量证实，无论在国内还是国际环规测量方面，该装置已达到先进水平。     

双波长激光量块干涉仪减小量块中心长度测量不确定度的措施

该文总结了双波长激光干涉仪研制过程中减小量块中心长度测量不确定度的几项重要措施,该干涉仪对量块中心长度的测量不确定度达到(0.02±0.2L)μm,并已成功应用于高等级量块的自动测量。     

基于HSPMI的激光干涉位移校准系统的构建及实验研究

基于高稳定性平面镜干涉仪（HSPMI）构建了一套激光干涉纳米位移校准系统。描述了该系统的组成,设计了基于VME总线的数字信号处理计算机软件程序,对影响系统测量不确定度的各类误差进行了分析,得出该校准系统测量不确定度为2.93 nm。分别对系统稳定性和纳米级位移测试进行了实验,验证了构建系统的有效性和实用性。     

拉线位移传感器校准方式研究

根据拉线位移传感器的基本原理和JJF 1305-2011《线位移传感器校准规范》,本文研制了基于双频激光干涉仪的专用校准装置,提出了相应的校准方法,实现了此类传感器的量值溯源,并对其示值误差进行了相应的测量不确定度评定.研究结果表明,该校准装置操作简单、精度高、稳定性好,能满足常见拉线位移传感器量值溯源的需求.     

高精度电容式位移传感器校准方法的研究

介绍一种使用激光干涉仪结合单轴精密位移台对电容式位移传感器进行校准的方法。建立了一套高精度电容式位移传感器校准装置,利用单轴精密位移台位移与电压之间的关系产生纳米级的微小位移,同时使用激光干涉仪和待校准电容式位移传感器测量单轴精密位移台的微小位移。该装置可实现电容式位移传感器线性度、测量重复性以及测量分辨率的校准。实验验证了此校准方法的准确性和实用性,对影响校准的主要因素进行了分析,其综合不确定度为2.2 nm。     

垂准仪校准装置的溯源与研究

本文从垂准仪校准装置的应用原理出发,主要针对主标准器为二维光栅坐标靶的垂准仪校准装置,提出一种应用激光干涉仪对垂准仪校准装置校准的方法,进行相关实验并对实验结果进分析。实验结果表明:在恒温条件下,利用激光干涉仪对二维光栅坐标靶的校准可获得高精度的测量数据,在此基础上评定与分析其测量结果不确定度优于10μm(k=2),为深入研究垂准仪校准装置的溯源问题奠定了良好的基础。     

激光干涉仪非线性的测量

激光干涉仪和高精度位移传感器的非线性一般为1～5nm,为了对这样的非线性进行测量,必须使用高精度测量方法,并建立高精度测量装置。文中描述了高精度拍频法布里 珀罗激光干涉仪,和利用它对工业激光干涉仪的非线性进行的测量实验。测量范围大于1.3μm,测量不确定度约为2nm。     

万能测量机校准步距规示值的测量不确定度分析

用60年代德国产的Leitz万能测量机(UMM)与激光干涉仪组合成激光长度测量系统对步距规进行校准,分析其不确定度的来源,并进行评定.     

LDV标定装置校准盘动态半径不确定度测量方法

提出一种对LDV标定装置校准盘动态不确定度半径测量的新方法,该方法基于LCV的测量特性,通过逐点测量闪烁信号幅值的轮廓分 取得校准盘不同圆周位置上的线速度,以此有效地确定了工作状态下LDV标定装置校准盘的总体半径不确定度。     

3.39μm波段双线氦氖激光合成波长组成方案的实验验证

利用红外拍波干涉仪验证了用于无导轨大长度测量的3.39μm 波段双线氦氖激光两级合成波长组成方案,并给出了实验结果。文中还对红外拍波干涉仪的原理作了说明。本文介绍的工作为该测量方法的实践提供了实验依据。     

高精度位移传感器测量

利用高精度的F-P激光干涉仪,研制了一套用于高精度位移传感器的校准装置,可以校准示值误差为十几个纳米到几十个纳米的高精度位移传感器.测量原理是利用F-P激光干涉仪的灵敏度高、测量精度高等特点,将干涉仪和被测传感器同时测量放置在精密位移工作台上,通过比较激光干涉仪移动镜的位移量和被测传感器的位移量间的差异,得出被测传感器的线性,整个测量过程完全由计算机控制.该系统测量范围为0～25mm,测量不确定度为6 nm+l/2 nm(k=1).