用激光衍射法测量细丝直径

文中对激光衍射测径法测量细丝直径提出了具体的实现方案,并与普通物理实验中的其他测量细丝直径方法—螺旋测微器法进行结果比对:用激光衍射法测量细丝的直径精度更高,前者为0.000 1 mm,后者为0.001 mm;在单缝衍射实验中,用衍射法测量细丝直径比测量狭缝的宽度对彰显"衍射法测量微小量"更直观。     

利用激光衍射原理测细丝直径

根据夫琅禾费衍射理论和巴比涅互补原理,推导出细丝直径的表达式,设计了用激光衍射法测细丝直径的实验,由测量的数据,计算出了三种粗细不同细丝的直径,通过与其他传统方法比较,对于直径越小的细丝,此方法具有测量精度高、非接触、无损伤的优点.     

提高非接触式细丝直径测量精度的技术和方法探讨

基于Fraunhofer衍射和Babinet原理可以实现用激光作为光源的细丝直径非接触高精度测量。理论计算和实验表明影响细丝直径测量精度的因素包括：衍射条纹宽度的测量、入射光波E取向和CCD的横向移动等。从Maxwell方程出发，根据被测细丝表面的边界条件求出衍射场，从而进一步讨论E的取向对细丝测量精度的影响。     

衍射法测量细丝直径的研究

就几种影响因素从理论和实验上对激光衍射法测量细丝直径进行了研究，结果表明利用简单测量装置和采用一些简单的数字信号处理技术后，即可对50～120μm范围的细丝直径进行较高精度的测量，达到1%的重复性精度。     

夫琅和费衍射法测量细丝直径的研究

系统分析了夫琅和费衍射法测量细丝直径的各种误差因素,提出了工作距离D的标定方法。对4根直径不同的细丝进行了测量,最后,用另外两种测量方法对衍射法测得的结果进行了验证。     

金属折射率虚部的激光衍射测量方法

在高精度激光衍射法的丝径测量中存在着偏振效应，用Ｓ和Ｐ分量的偏振光入射所得到的丝径测量值不相同．二者之差与金属折射率的虚部有关．在金属狭缝衍射实验中也观察到了这样的偏振效应．木文基于这些实验提出了金属折射率虚部的激光衍射测量方法．细丝直径或狭缝宽度随入射光振动与丝轴或缝边之间夹角变化的实验值经过曲线拟合可以得到金属折射率的虚部ｎｋ的数值，其精度约０．０６。ｎｋ之值与其它方法的测量值在２％相对误差范围符合得很好．     

成像式激光衍射细丝直径测量的实验研究

针对激光衍射的实验教学环节,提出利用成像的激光衍射细丝直径测量方法,开发出结合光学原理、图像传感器、图像处理、误差分析、数据处理等内容的综合精密测量实践系统。由于该系统采用面阵探测器结合图像处理的方法处理衍射光斑,可有效排除由于待测细丝倾斜角度不同造成的测量误差,此方法可推广应用于工业在线实时测量。该实验可有效提高学生对光学在工业检测领域应用的理解。     

CCD衍射成象在线精密测量细丝直径技术

细丝直径的精密测量一直受到人们的广泛重视和研究，本文提供的衍射法是一种有效的测量方法。介绍了一种采用激光单缝衍射法对细丝在线精密测量的方法和系统，阐述了其测量原理。给出了在线精密测量中噪声的消除、数据信号的快速采集、以及数据的软件处理等的具体方法。     

CCD衍射成象在线精密测量细丝直径技术

细丝直径的精密测量一直受到人们的广泛重视和研究，本文提供的衍射法是一种有效的测量方法。介绍了一种采用激光单缝衍射法对细丝在线精密测量的方法和系统，阐述了其测量原理。给出了在线精密测量中噪声的消除、数据信号的快速采集、以及数据的软件处理等的具体方法。     

光的干涉法测量金属细丝直径的研究

分析了用相干光测量细丝直径的原理和方法,分别用钠光和氦氖气体激光测量并计算出同一金属细丝的直径,计算和分析了测量误差,研究和比较了两种光源对测量误差的影响.     

激光在易变形件尺寸测量中的应用

对于弹性件、薄壁件等易变形件尺寸的测量，常规的测量方法存在测量时间长、人为主观误差较大、自动化程度低等不足。本文以密封圈内、外径的测量为例，介绍用激光测量弹性件、薄壁件等易变形件尺寸的方法。根据夫朗和费单缝衍射测量原理，用数显容栅尺测量衍射条纹，用计算机进行数据处理，并用万能工具显微镜进行了对比测量。测量结果表明，激光法测量具有测量装置结构简单、测量结果精确度高、非接触和自动化测量等特点。     

易变形件测量装置的研制

以夫琅和费衍射原理为依据，在实验的基础上，提出了用激光测量易变形件——薄壁套筒外径的新的读数方法。按本文提出的测量读数方法设计的激光测量易变形件、薄壁件尺寸的装置，具有结构简单、造价低廉、操作方便、测量结果可靠等优点。     

用激光和V型块测量轴径的方法

利用激光的特性及V型块自动定心的特点,根据夫琅和费单缝衍射原理,对轴径进行非接触测量和相对测量。实验结果及计算表明,该方法具有测量装置结构简单、造价低、测量精确等高等特点。     

气瓶制造公差三维数字图像分析方法

基于光学三坐标测量系统开发了一套适合气瓶制造公差测量和评价方法。该方法基于光学三维扫描仪、6轴测量臂、计算机辅助测量软件,实现了气瓶制造公差的精确测量。现定于设备条件,目前该方法适用于直径小于1.8m,长度小于5.4m的特种设备产品测量,测量精度小于0.08mm。     

大型复杂结构件几何参量在线精密测量系统搭建及工程应用

针对大型复杂结构件几何参量在线精密测量的技术难题，本文开展了基于多轴联动激光扫描和结构光三目视觉摄影的尺寸测量技术研究；通过结构方案设计、算法研究、软件开发及系统搭建，研制了针对不同测量对象的多套非接触式几何尺寸测量系统.测试校准结果表明，激光扫描测量系统在15 m距离的测量不确定度为2.656 mm,结构光三目视觉测量系统在7 m距离的测量结果不确定度为1.552 mm,均满足大型结构件的测量范围及精度要求.在此基础上，本文采用两种类型的测量系统同时对生产现场大型热态锻件外圆直径参数进行在线测量，重复测量误差均小于±4 mm,测量结果表现出良好的一致性.研究结果为大型结构件表面和内部几何尺寸的高精度在线测量提供了有效的技术方法和装备.     

激光与负透镜在小孔孔径测量中的应用

介绍用激光、负透镜和微显卡尺测量微小孔径的测量原理、测量方法,并用激光和万能工具显微镜对小孔孔径进行了对比例量。文中通过对实验确定了用激光和负透镜测量小孔的经验公式并进行了误差分析,实验和计算结果表明,该方法是可靠的,测量精度可达0．2μm。     

基于线激光扫描的叶片三维型面重构方法

叶片作为航空发动机的核心部件,对整机的安全性和可靠性起着关键性作用．一直以来叶片型面的尺寸、形状精度在加工和检测过程中均有着严格要求．为此,本文提出一种基于线激光扫描的叶片三维型面重构方法．首先,基于研制的叶片四轴检测装置,结合线性编码器与线激光传感器实现了叶片型面的快速扫描与数据采集．然后,提出基于叶片基准面几何特征的多视场扫描数据拼接方法,完成了叶片型面的高精度重构．最后,以典型叶片为实验对象进行型面重构实验,并将重构数据与三坐标测量结果进行对比．结果表明叶片截面轮廓的平均偏差在0.040mm以内,标准差小于0.028mm．验证了提出的叶片型面重构方法的精确性与可行性．     

利用半导体激光衍射条纹测丝径和缝宽

根据惠更斯-菲涅耳原理,导出了衍射物尺寸与光波长、衍射距离、条纹级数和条纹偏距的参数方程,分析了半导体激光衍射条纹的光强分布规律,依此进行了实验验证。结果表明：可以利用半导体激光衍射条纹测量丝径和缝宽,测量值的准确度相当高,从而拓展了一种测量丝径和缝宽的新方法,为光学实验的创新教学提供了理论依据。