捕捉微小位移的光学测量原理
微米至纳米级位移测量广泛用于精密加工、半导体制造、材料试验和研究开发。光学方法无需接触工件,可避免测量力、磨损和机械跟随性能带来的影响。
微小位移测量的指标
分辨率表示可区分的最小变化,精度表示测量值与真值的接近程度,重复性表示相同条件下的离散程度。还应根据目标区分静态漂移、低速变形和高速振动。
激光干涉测量
激光干涉仪利用测量光与参考光的相位差检测位移。波长提供稳定的长度基准,因此可实现高分辨率和可追溯测量。空气折射率、温度、气压、湿度、振动和光路对准会影响结果。
数字图像相关法(DIC)
DIC比较变形前后的图像纹理,计算二维或三维位移与应变分布。它适合远距离和大面积测量,但精度受相机分辨率、镜头畸变、随机斑点、照明和标定影响。
方法选择
干涉仪适合高精度单轴位移和平台评价;DIC适合面内分布、结构变形和材料试验。还应根据测量范围、速度、工作距离、表面状态及环境稳定性选择方案。
总结
光学微位移测量的关键不仅是传感器分辨率,还包括稳定的光路、环境补偿、标定和数据处理。明确测量目的后再选择原理,才能得到可重复的结果。