仪器校准测量干涉法

仪器校准测量干涉法

仪器校准测量干涉法是实现纳米级高精度测量的核心计量技术。该方法基于光的干涉原理，通过比较参考光路与测量光路的光程差，将微小位移或几何量变化转换为干涉条纹的移动，从而实现对长度、角度、平面度等参数的精密测定。仪器校准时，利用激光干涉仪或白光干涉系统作为基准，通过分析干涉条纹的数量、间距及形变特征，精确校准被测仪器的示值误差、分辨率及系统非线性等关键参数。仪器校准过程需严格控温（20℃±0.1℃）、隔绝振动干扰，确保测量数据溯源至国家长度或角度基准。该技术广泛应用于光刻机、三坐标测量机等高端装备的校准，为超精密制造提供亚纳米级量值传递保障。

干涉法是一种高精度测量技术，其核心优势包括非接触式测量、超高灵敏度及多物理量可测，但也存在设备成本高、操作要求严格等局限性。 ‌

优点

‌非接触式测量‌：无需直接接触被测物，避免划伤表面或引入外力干扰。 ‌

‌超高精度‌：基于波长干涉效应，可实现亚微米级精度（如光学元件表面检测），甚至达到1Å分辨率（薄膜厚度测量）。 ‌

‌多参数测量‌：通过分析干涉条纹变化，可同时获取长度、位移、折射率等参数。 ‌

缺点

‌设备成本高‌：精密干涉仪研发与维护费用昂贵，对环境要求严格（如防震、恒温）。 ‌

‌操作复杂‌：需专业人员操作，测量耗时较长，且对被测物表面状态敏感。 ‌

计量校正测量转动目镜头，使测微目镜十字线中的一条与干涉条纹的方向平行，另一条即与被测表面的加工纹路方向平行。

将与干涉条纹的方向平行的那条线分别对准干涉条纹波峰带宽的正中。在测微鼓轮上读取N¨再对准相邻干涉条纹波峰带宽的正中，在测微鼓轮上读数取N2， I Ni-N2 I即为干涉条纹间距6 0实际仪器外校测量中，为了提高测量精度，应移过3-4条干涉带，再读取N2，反复测量多次取平均值，再除以移过的干涉带数，作为干涉条纹间距6 0然后对准同一干涉条纹波谷带宽的正中，在外校计量测微鼓轮上读取N30|N1-N3|即为干涉条纹弯曲量a0 ：由于测微鼓轮的读数方向与实测方向成45 0，故读数值比实际值扩大了抠倍。但最后计算Rz值时，用到a/b，分子分母都大了以晤，因此，对测量结果没有影响。

继续对准某一干涉条纹波峰带宽的正中，在测微鼓轮上读取p1、p2、……、p5，仪器计量校准校验再对式：

P——干涉条纹波峰的测量读数值；

V——干涉条纹波谷的测量读数值；

B——干涉条纹间距；

r——所用光源的波长值。

在连续九个（一般为5个）取样长度上各测得一个Rz值，按式(6-26)计算平均值，作为R参数一个评定长度上的测量结果。对于不均匀或不规则的被测表面，应在表面不同部位多处取评定长度进行测量，再取各评定长度检测计量的Rz平均值作为评定被测表面粗糙度的最后结果。生产中也常采用Rz的最大衣据。

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