长度计量基础知识讲座(二十五)

<正>第二十五讲光学计1概述光学计是一种准确度较高、常用的端度光学机械式仪器。按其分度值分为精密光学计(如图1的超级光学计和图2的0.2μm投影光学计)以及1μm光学计(图3、4、5);按其结构型式分为带投影装置的(图3a、5a)和不带投影装置(图1、     

光学计示值误差分析及调修技术研究

光学计是属于光学端度类的测量仪器,也是长度基准传递的计量标准器.本文主要通过光学计的工作原理及结构,分析了光学计的理论误差(非线性误差),从而得到了调修光学计示值误差的关键技术,即当仪器在±90μm处的示值误差为零时,仪器的最大理论误差最小,并总结了光学计示值误差的调修方法.     

一种新型收敛计检定装置研制

该文介绍了一种收敛计检定方法和检定装置。详细描述了收敛计检定装置系统组成、工作原理以及其技术难点。检定装置实验结果显示:测量精度3μm,测量分辨率为1μm,24 h内检定装置数显表示值稳定度不大于1μm。结果表明该装置能够实现收敛计整体性能标定,具有一定应用价值和的现实意义。     

一种用于调修投影光学计2nα角度的简单夹具

在调修投影光学计或者更换仪器的十字弹簧片时,如果没有一个控制角度的专用夹具,就很难保证仪器活动反射镜与固定反射镜相互位置的正确性(即所要求的2nα角度),并且往往要经过多次试装才能找到刻尺影象,十分费事。我们在修理0.2μm投影光学计的实践中,根据仪器的光学杠杆成象放大原理,自制     

角膜曲率计计量标准器的研制

介绍了角膜曲率计的测量原理，并提出了对其进行校准和检定用的角膜曲率计计量标准器的研制方案，方案的特点是包含了凸、凹两种表面形状及3种曲率半径规格，可以解决不同测量原理的角膜曲率计的校准和检定。同时，对研制出的角膜曲率计计量标准器进行了不确定度分析，分析结果表明其曲率半径的标准不确定度小于1μm。应用上述角膜曲率计计量标准器对两台不同类型的角膜曲率计进行了曲率半径的校准试验，并对试验结果进行了分析讨论。     

高精度微小锥体测量装置

图1所示锥体锥度的测量,由于其外形尺寸很小,斜角公差反映到可测长度l=4mm上半径差仅为±0.39μm,用常用仪器已无能为力。笔者组装一种简易测量装置,获得满意效果。 一、装置结构与测量原理 该装置由一台BCT—5型微动测量台与一台JD3型立式光学计组成,如图2,采用接触式自比较测量原理。 本装置利用微动台的斜块工作台的斜角与被测锥体锥角相同,从而反向互补的原理。测量时,光学计测头与锥体母线接触,锥体随斜块工作台一起轴向运动,光学计于锥体大端接触相对于小端接触时的示值差值即反映锥度线值误差,这就是“自比较”的含义。 为确保量值…     

光学计管光学传动比的矢量法推导

光学计是一种用于长度测量的精密光学仪器。它诞生于本世纪初,但目前在生产中的应用仍然十分广泛。我国有关这一仪器工作原理的叙述及其光学传动比的推导,大都转引自苏联教授阿派林所著“公差和技术测量”一书。大家知道,它是把光学计管的原理用图1和图2两个相互垂直平面内的光学现象来解释的,并在此基础上求得了传动比公式。由于该书在     

测量不确定度在焦度计计量检定中的应用

本文重点介绍眼科光学计量中对焦度计测量不确定度的评定，分别给出了使用顶焦度标准镜片对两种不同测量原理的焦度计进行强制检定时，检定证书中列出的被检焦度计的顶焦度修正值的不确定度。一、焦度计的分类焦度计从工作原理上被划分为基于自动对焦原理的焦度计和基于调焦原理的焦度计。基于自动对焦原理的焦度计，原理先进，操作简单，可自动读数，数字显示的分辨力为0.01m－１。基于调焦原理的焦度计主要有目视式和投影式两种。由于受人眼分辨力及光学系统成像等主、客观因素的影响，其刻度间隔一般为0.12m－１和0.25m－１。个别仪器经…     

长度计量基础知识讲座（三十三）

第三十三讲光切显微镜 1结构和工作原理 光切显微镜其外形结构如图1所示,由基座、立柱、横臂、移动工作台、显微镜主体等组成。显微镜包括物镜和测微目镜。光切显微镜的物镜可根据被测件表面粗糙度的高低可换。通常轮廓的深度在30-80μm时，采用7倍物镜；10-30μm时，采用14倍物镜；2-10μm时，采用30倍物镜；0．8-2μm时，采用60倍物镜。小于0．8μm时，该仪器无法测量。     

光学衍射法细圆柱体直径测量的不确定度

为了提高光学衍射法细圆柱体直径测量精度,用递归法建立了更精确的改进模型。运用改进模型测量细圆柱体直径时,克服了传统测量模型由衍射角引起的原理误差,提高了测量精度。光源的波长误差、暗条纹位置误差和透镜焦距调整误差均会产生测量不确定度,使用改进模型时的计算值分别为0.024μm,1.920μm和0.529μm。细圆柱体直径测量实验结果表明,基于改进模型的光学衍射法的相对测量误差在0.5%以下,优于目前1%的水平;测量不确定度小于2μm,与理论分析相一致。     

用于大截面传像光纤束的折衍混合光学系统设计

在大截面传像束前置光学物镜设计中,采用“负-正”型式的像方远心光路结构,很好地解决了镜头轴外像差校正和像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化。给出了前置物镜设计实例:工作波长0.8~1.1μm,焦距5mm,相对孔径为1:3.84,光学长度为47mm,视场角为60°。在光学耦接镜设计中采用物方远心光路结构,引入二元光学透镜,通过理论计算和ZEMAX光学软件优化,给出工作波长0.8~1.1μm,焦距33.6mm,光学长度为63.5mm,采用一个衍射面的耦接镜设计实例。该设计结果适用于单丝直径16μm,截面直径6mm的光纤传像束。     

高精度硅微简谐振子的设计与制作工艺

介绍了MOEMS加速度地震检波器中敏感元件——简谐振子的工作和设计原理，并详细讨论了影响简谐振子腐蚀质量的因素．在实验中采用硅各向异性腐蚀法，制作出了高精度的硅微简谐振子．改进浓度配比的腐蚀液，在80℃时，腐蚀速率控制在（0.53±0.2）μm．测试结果表明：SiO2控制精度达到0.1μm，可应用于光电集成加速度地震检波器的集成光学器件中．     

JD20型0.2微米投影光学计

为了满足计量部门迫切希望能有对使用条件要求并不苛刻、操作简便、价格便宜且性能良好的国产仪器的要求,我们于1981年研制成功了用比较法测量的分度值为0.2μm的投影光学计。本仪器具有下列特点: 1.精度高且测量数据稳定可靠,     

立式光学计工作台的快速调整

立式光学计是一种测量精度较高的比较测量仪器,测量前应对仪器的工作台进行调整。调整立式光学计工作台,通常有两种方法:第一种方法是,用直径为8mm的平面测帽的二分之一与量块接触,在四个不同的位置,通过工作台两对调整螺钉反复进行调整,前后和左右两个方向的差值分别小于0.3μm;第二种方法是,使平面测帽与量块中心全部接触,用工作台两对调整螺钉分别在前后和左右     

光学计常见故障分析与调修方法

正目前各地区计量所和大型企业计量室使用的光学计主要是由贵阳新天光电科技有限公司生产,在频繁使用中,光学计容易出现三大故障。笔者从事光学计检定和修理工作的六年间,检定光学计总台件数108台,仅针对贵阳新天光电科技有限公司生产的型号为JD3的光学计的各类故障做了详细的统计分析,相关数据如表1所示。由表1数据可知,光学计的示值误差超差故障最为普遍,示值稳定性超差故障位居第二,微米标尺在视场     

《量块》检定规程中最大允许年变化量的规定不切实际

在JJG146-2003《量块》检定规程中关于量块长度稳定度作了某些规定。但实际检定工作经验告诉我们,其中5等(3级)标准量块要求最大允许年变化量±(0.05μm 1.0×10-6×Ln)过严,不切实际。理由有如下几点:1#5等(3级)标准量块一般是用分度值为1μm的光学计检定的,在检定结果数据处理时精确到保留小数点后一位,因此量块检定时其中心长度除非与上年度检定结果完全一样,否则都将有至少±0.1μm的年度变化量。如果要满足公式±(0.05μm 1.0×10-6×Ln)的要求,那么许多被检量块都将面临降等、降级。例如,现有一副20块组(5.12～100)mm检定千分尺专用…     

光通信用功率校准装置

本文叙述了光通信用功率校准装置的原理和组成。对其加以改进后成为光纤功率计核准装置,可对探测器直径小于1mm的光纤功率计做直接标定。它们的工作波长为0.85μm、1.3μm和1.55μm,功率校准的总不确定度均小于±5%,年稳定度为±1%。     

立式光学计调修几例

立式光学计是各级计量部门常用的光学仪器之一 ,其精度高 ,示值稳定 ,操作方便 ,因此得到了广泛的应用。但由于使用不当 ,仪器会出现各种各样的故障 ,笔者根据多年工作经验 ,对仪器常见故障现象及解决方法做一分析及总结。立式光学计的种类很多 ,以下仅上光厂生产的JDS3型光学计为例说明 ,其他类型的光学计与此基本相似。该仪器光学计管示意图见图 ,图中 1 格值圈 ;2 端盖和紧固环 3 调整螺帽 ;4 测杆 ;5 紧固螺钉 ;6 支座 ;7 顶丝 ;8 钢珠 ;9 小平面 ;1 0 反光镜 ;1 1反光镜支坐 ;1 2 导套 ;1 3 紧固螺帽。图 1一、刻度尺偏斜刻度…     

0.2微米光学计示值误差检定方法及误差分析

《0.2μm光学计检定规程》所述示值误差检定方法为:用二等量块以“配对法”检定。在0～±20μm范围内,每间隔10μm检定一点,超过±20μm的范围,每间隔20μm检定一点。检定时以第一块量块对准零位,第二决量块检定受检点的示值误差,再以第二块量块对准零位,第三块量块检定受检点的示值误差,以此类推,直至所需配对量块的最后一块量块。检定正向刻度时,量块的尺寸按递增方式进行,检定负向刻度时,量块尺寸按递减方     

基于近场技术的微纳尺度热物性测量系统空间分辨率增强

传统的脉冲激光时域热反射系统通常基于远场光学设计,对于微纳米材料热物性测量的空间分辨率约在3μm～10μm范围,不足以满足先进微电子器件和芯片的热物性测试要求.基于近场光学原理,本文研究了提升时域热反射系统空间分辨率的新颖技术方法,并建立了相应的实验系统.实验获得的微纳结构样品测量数据表明,基于近场技术的时域热反射系统...