表面粗糙度是指零件表面在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素形成的微观水平状况,其间距和峰谷较小。表面粗糙度是表面质量的一个重要衡量指标,关系到零件的磨损、密封、润滑、疲劳等机械性能。表面粗糙度的测量可以通过接触式测量和非接触式测量进行,前者存在划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低等问题,而后者可以实现非接触、高效、在线实时测量,并成为未来的发展趋势。目前常用的非接触法包括干涉法、散射法、散斑法和聚焦法等,其中聚焦法较为简单实用。使用光谱共焦位移传感器搭建非接触测量装置,可以对表面粗糙度进行测量,例如可以判断膜式燃气表的阀盖密封性是否合格。基于光谱共焦传感器,可以使用二维纳米测量定位装置进行表面粗糙度的非接触测量,并对测量结果进行不确定性评估,例如可以使用U95评定结果的不确定度为13.9%。光谱共焦位移传感器具有非接触式测量的优势,可以在微观尺度下进行精确的位移测量。原装光谱共焦使用误区
光谱共焦传感器在数码相机中的应用包括相位测距,可大幅提高相机的对焦精度和成像质量,并通过检测相机的微小振动,实现图像的防抖和抗震功能。同时,光谱共焦传感器还可用于计算机硬盘的位移和振动测量,从而实现对硬盘存储数据的稳定性和可靠性的实时监控。在硬盘的生产过程中,光谱共焦传感器也可用于进行各种机械结构件的位移、振动和形变测试。在3C电子行业中,光谱共焦传感器的应用领域非常广,可用于各种管控和检测环节,在实现高精度和高可靠性的测量和检测方面发挥着重要作用。国产光谱共焦测距光谱共焦技术的精度可以达到纳米级别。
位移是在光轴方向上从预定的基准位置到测量对象的距离。通过计算位移能够测量表面上的凹凸的深度或高度、透明体的厚度等。在一些共焦位移传感器中,包括共焦光学系统的头单元以及包括投光用光源和分光器的约束装置由单独的装置构成。投光用光源的光经由包括光纤的线缆传送到头单元。在该类型的位移计中,头单元通常设置在测量对象附近并且远离约束装置。在以上说明的传统共焦位移传感器中,难以在设置头单元期间辨识头单元是否被适当地设置。即使在约束装置侧设置了显示部,操作者也难以进行设置作业以从头单元的设置位置附近的位置确认约束装置的显示。因此,为了确认显示,操作者必须移动到约束装置的设置位置。如果头单元的设置状态不合适,则操作者必须反复作业,以移动到头单元的设置位置并调整头单元的位置和姿势,之后再次移动到约束装置的设置位置并确认显示在传统的共焦位移传感器中,还难以在头单元的设置位置附近辨识约束装置是否正常操作。
光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的结合。白色光源和光谱仪可以完成一个相对高度范围的准确测量。光谱共焦位移传感器的准确测量原理如图1所示。在光纤和超色差镜片的帮助下,产生一系列连续而不重合的可见光聚焦点。当待测物体放置在检测范围内时,只有一种光波长能够聚焦在待测物表面并反射回来,产生波峰信号。其他波长将失去对焦。使用干涉仪的校准信息可以计算待测物体的位置,并创建对应于光谱峰处波长偏移的编码。超色差镜片通过提高纵向色差,可以在径向分离出电子光学信号的不同光谱成分,因此是传感器的关键部件,其设计方案非常重要。光谱共焦位移传感器可以实现对不同材料的位移测量,包括金属、陶瓷、塑料等。
非球面中心偏差的测量方法包括接触式(例如使用百分表)和非接触式(例如使用光学传感器)。本文采用自准直定心原理和光谱共焦位移传感技术,对高阶非球面透镜的中心偏差进行了非接触精密测量。通过测量出的校正量和位置方向对球面进行抛光,纠正非球面透镜中心偏差,以满足光学系统设计的要求。由于非球面已经加工到一定的精度要求,因此对球面的抛光和磨削是纠正非球面透镜中心偏差的主要方法。利用轴对称高阶非球面曲线的数学模型计算被测环D带的旋转角度θ,即光谱共焦位移传感器的工作角。光谱共焦技术的发展将促进相关产业的发展。怎样选择光谱共焦安装操作注意事项
光谱共焦技术的研究集中在光学系统的设计和优化,以及数据处理和成像算法的研究。原装光谱共焦使用误区
光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来的技术,在测量过程中无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,因此可以大幅提高测量速度。基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、非接触式的新型传感器,精度理论上可达到纳米级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高,因此迅速成为工业测量的热门传感器,大量应用于精密定位,薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文介绍了光谱共焦技术的原理,并列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用。同时,对共焦技术在未来精密测量的进一步应用进行了探讨,并展望了其发展前景。原装光谱共焦使用误区