隨著科學技術(shù)水平的不斷提升,各種各樣的儀器開始應用于各行各業(yè),這樣使得精密測量工程得到巨大的發(fā)展空間,但如何對自由曲面進行有效測量成為問題的焦點。在這樣的背景下,文章對自由曲面測量中有效應用激光位移傳感器相關(guān)課題進行研究。此次研究從激光位移傳感器的結(jié)構(gòu)和測量原理入手,對自由曲面測量中有效應用激光位移傳感器進行詳細探討。此次研究的目的是明確激光位移傳感器在自由曲面測量中的重要性,進而促使激光位移傳感器在自由曲面測量中的廣泛應用,以此推動精密測量工程的健康發(fā)展。

激光傳感器

針對數(shù)據(jù)采集誤差嚴重影響激光位移傳感器(LDS)測量精度的問題,基于激光三角法測量原理,分析了激光束和會聚光斑質(zhì)心對系統(tǒng)測量精度的影響,建立了定量計算LDS物面傾角誤差和感光元件傾角誤差的數(shù)學模型.采用該模型,可對LDS采集數(shù)據(jù)進行實時補償.實驗結(jié)果表明,引入兩個補償模型對測量結(jié)果進行修正后,不僅大幅提高了LDS的數(shù)據(jù)采集精度,使其測量誤差控制在0.008 mm以內(nèi),而且提升了LDS在自由曲面中的測量精度.

以點激光位移傳感器為對象,研究它在自由曲面測量中的應用.針對激光位移傳感器因測點傾角代入的測量誤差,提出了一個可以量化的傾角誤差模型.基于直射式點激光三角法原理,分析了激光光路的幾何關(guān)系,從會聚光斑光能質(zhì)心發(fā)生的偏移推導出傾角誤差模型.了解更多驍銳科技

隨后,用高精度激光干涉儀和正弦規(guī)對激光位移傳感器進行校對實驗,并用誤差模型對測量結(jié)果進行補償.結(jié)果顯示,補償后激光位移傳感器的測量精度得到明顯提高.對一非球面凸透鏡進行了實驗測量,得到了自由曲面測點傾角的計算方法,并用傾角誤差模型修正了測量數(shù)據(jù).實驗結(jié)果表明,量化的傾角誤差模型可以將激光位移傳感器的測量誤差控制到小于10μm,滿足激光位移傳感器在自由曲面測量中應用的要求.