Dispositif de détermination de différence de positionEn tant qu'équipement de base dans les domaines de la détection optique, de la fabrication de précision, etc., sa précision de mesure détermine directement la fiabilité de l'évaluation de la qualité du produit. Le dispositif permet une mesure précise en analysant le changement de phase du signal optique après le passage de l'objet mesuré, tandis que la température ambiante, les vibrations, la stabilité de la source lumineuse et d'autres facteurs peuvent interférer avec la transmission du signal optique et la reconnaissance de phase, entraînant des erreurs de mesure. Le système ci - dessous démonte les facteurs clés qui affectent la précision de la mesure et donne un schéma de contrôle ciblé qui fournit un support technique pour une détection de haute précision.

Les fluctuations de la température ambiante sont la source d'erreur la plus courante et affectent la stabilité des composants optiques et des structures mécaniques. Les composants de base du dispositif de détermination de la différence de position (par exemple, la lame polarisante, la lame d'onde, le miroir interférométrique) sont principalement des matériaux en verre optique, dont l'indice de réfraction fluctue linéairement avec les variations de température - chaque changement de température de 1 ° C, l'écart d'indice du verre optique commun est d'environ 1 × 10 ⁻⁵, ce qui conduit directement à la différence de calcul de phase. Dans le même temps, la structure de support mécanique du dispositif produira une petite déformation en raison de la dilatation thermique et de la contraction du froid, ce qui rend le chemin optique décalé, en particulier lorsque la température varie de plus de 5 ℃, l'écart de coaxialité du chemin optique peut dépasser 0,1 mm, provoquant une erreur de mesure significative. La stratégie de contrôle nécessite un double schéma "contrôle actif de la température + isolation thermique passive": l'unité est placée dans un laboratoire thermostatique (contrôle de la température à 20 ± 0,5 ° c) équipé d'un système de climatisation de haute précision; Le corps de l'appareil est équipé d'un bouclier thermique et les composants optiques clés utilisent des matériaux à faible coefficient de dilatation thermique (tels que le verre de quartz), ce qui réduit l'impact de la température sur les performances des composants.

Les vibrations mécaniques perturbent la stabilité du chemin optique et provoquent des perturbations dans l'acquisition du signal de phase. Les sources de vibrations comprennent les vibrations du sol, les vibrations de fonctionnement de l'équipement et les perturbations environnementales qui, même si l'amplitude n'est que de l'ordre du micron, peuvent décaler la position relative des éléments optiques et provoquer des fluctuations de la différence de trajet optique. Pour les vibrations à haute fréquence (telles que les vibrations de 10 à 100 Hz générées par le fonctionnement de l'équipement d'atelier), il peut provoquer des perturbations périodiques du signal de phase; Les vibrations à basse fréquence (telles que les vibrations de 1 à 5 Hz générées par les personnes qui se déplacent) peuvent facilement déclencher une dérive des données de mesure. La réponse doit commencer par « Isolation des vibrations + optimisation structurelle»: l'installation de l'appareil sur une plate - forme d'isolation flottante par air absorbe plus de 90% des vibrations du sol par coussin d'air; L'ensemble optique de noyau interne de l'équipement adopte l'amortissement élastique pour la fixation, réduisant la transmission des vibrations de son propre fonctionnement; Dans les environnements à fortes vibrations (p. ex. sur le site de l'atelier), ajoutez une base antichoc et délimitez une zone d'isolation des vibrations afin d'éviter les perturbations extérieures.

La stabilité de la source de lumière détermine directement la précision de référence de la mesure de phase, dont les fluctuations d'intensité et la dérive de longueur d'onde provoquent des erreurs. La détermination de la différence de bit dépend du signal lumineux stable de la source lumineuse monochromatique, si l'intensité de la source lumineuse fluctue de plus de 5%, cela entraînera une instabilité de l'amplitude du signal reçu par le photodétecteur, une erreur aléatoire apparaît dans le calcul de phase; Alors que la dérive de longueur d'onde (par exemple, une augmentation de la température d'un laser à semi - conducteur entraîne une dérive vers le rouge de longueur d'onde) modifie les propriétés de propagation de la lumière, pour des mesures de haute précision (par exemple, la détection de différence de phase à l'échelle nanométrique), la longueur d'onde peut déclencher un écart de calcul de phase de 0,5 Pi par dérive de 0,1 nm. Le programme de contrôle doit être choisi "source de lumière stable de puissance de fréquence" et le système d'étalonnage d'accompagnement: préférez utiliser un laser à hélium - néon avec compensation de température ou un laser à fréquence stable à semi - conducteur pour assurer la stabilité de longueur d'onde ≤ 0,01 nm / h; Module de source lumineuse chargé avec un dispositif de réglage de la rétroaction de puissance pour contrôler les fluctuations d'intensité à moins de 2%; La longueur d'onde de la source lumineuse est calibrée régulièrement à l'aide d'une lame standard, au moins 1 fois par mois.

Outre les facteurs de base mentionnés ci - dessus, l'état de l'objet testé et la précision de l'étalonnage de l'équipement ne sont pas négligeables. La propreté de la surface de l'objet testé (par exemple, huile, poussière) peut provoquer la diffusion du signal lumineux, ce qui affecte la reconnaissance de phase; De minuscules déformations de l'objet (telles que la flexion du poids propre d'un échantillon de type lamelle) modifient la différence de trajet optique réelle. En ce qui concerne l'équipement, le vieillissement des composants optiques (par exemple, la baisse du taux d'extinction de la lame polarisante), la dérive de la réponse du photodétecteur, réduisent la précision de la mesure. Il est donc nécessaire de mettre en place un mécanisme de « prétraitement de l’échantillon + étalonnage périodique »: nettoyage de la surface de l’objet testé avant la mesure, fixation avec des pinces spéciales pour les échantillons facilement déformables; L'étalonnage complet de l'appareil est effectué trimestriellement à l'aide d'échantillons de phase standard, assurant une erreur système ≤ 0,01 π.

Le contrôle de précision du dispositif de détermination de la différence de position est le processus de « contrôle collaboratif multifactoriel», qui doit être basé sur le contrôle de l'environnement, la stabilité de la source lumineuse et du système mécanique en tant que noyau, en conjonction avec un mécanisme d'étalonnage parfait. Les entreprises doivent combiner leurs propres scénarios d'application (tels que les tests de précision en laboratoire ou les tests sur le terrain en atelier) lors de l'utilisation, élaborer des programmes d'assurance de précision ciblés et, si nécessaire, combiner les fabricants d'équipements pour optimiser la personnalisation, assurer la précision et la fiabilité des données de mesure, fournir un soutien solide à la recherche et au développement de produits et au contrôle de la qualité.