本发明专利技术提供了一种基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置和校准方法，包括有远程校准系统、实验室校准系统和控制系统。本发明专利技术通过光纤的连接远程校准系统和实验室校准系统，依靠补偿光程差的原理，来实现对远程现场量块的测量。由于实验室校准系统和远程校准系统的光程差相同，由于待测量块和标准量块之间有偏差，移动实验室校准系统线性位移平台，校准移动反射镜和标准量块随之移动，此时，光电探测器探测到的条纹强度会减弱。当待测量块和标准量块顶端之间所产生的光程差相等时，光电探测器会再一次探测出较强的光。记录光强达到最大值时线性位移平台的移动距离，来间接测量量块的差值。的差值。的差值。
【技术实现步骤摘要】
基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置和校准方法
[0001]本专利技术涉及光学精密检测
，具体地说是一种基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置和校准方法。
技术介绍
[0002]传统的量值传递方式存在两个问题，一是必须将工作用的计量器具拆下送至相应机构来进行校准。二是只能获得实验室条件下的基本误差，不能获得现场应用中的附加误差。但是，物联网技术的发展让人们看到解决这些问题的办法，远程校准技术研究也获得了迅速发展。目前，计量领域远程量值传递的有三种实现途径。第一种途径是传递标准表，即将标准表传递到校准现场的整个系统中，在校准被检表时，将更高等级的标准表转移至被检表现场，然后进行现场校准，将数据经过网络传回实验室，分析处理得到检测校准结果。第二种途径是将标准表放置到现场，当现场需要校准时，登录设计好的校准网页进行申请校准，现场与中心实验室进行数据传递来完成计量校准。校准实验由校准实验室实时监控，控制现场一起和人员执行校准操作。第三种途径是传递量值法，即计量标准器具在实验室，通过量值来进行远程传递与溯源。目前可以有效实施的是时间的校准。
[0003]长度量是最基本的几何参量，包括距离，位移以及长度等。各个数量级的长度测量，也有着不同的方法。目前，长度测量的方法包括超声波测量，激光测量，常规尺测量，光学测量等。在日常生活学习和工业生产当中，物体长度测量的方法主要是依靠直尺直观的测量，在低精度的测量中有方便，精确，快速获得物理量值等诸多优势。
[0004]量块作为长度标准，用来传递尺寸量值，检定测量器具的示值误差，作为标准件，用比较法测量工件尺寸，或用来校准，调整测量器具的零位，用于精密机床的调整和机械加工中精密划线。根据量块的检定规程，校准量块的长度需要用到接触式光学干涉仪。接触式光学干涉仪是一种常见的用来检定量块长度的仪器，主要用于检定长度不大于150mm的量块和其他工件的精密测量。将量块放置到实验室平台上，通过对比法可实现量块长度的校准。
[0005]由于长度量值的测量对工业生产的重要性，物体长度的测量一直被高度重视，测量长度的量块需要经常被用来检定，但是量块送到计量院进行检定，存在校准时间长，流程缓慢，物流运输高等一系列问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的之一就是提供一种基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置，以解决现有量块长度校准时间长和物流运输费用高的问题。
[0007]本专利技术的目的之一是这样实现的：一种基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置，包括：
[0008]实验室校准系统，与远程校准系统和控制系统连接，用于在控制系统的控制下将通过移动的标准量块产生的标准光程干涉光，将该标准光程干涉光输送至远程校准系统和
控制系统；
[0009]远程校准系统，与所述实验室校准系统和控制系统连接，用于接收所述实验室校准系统的标准光程干涉光，并用该标准光程干涉光照射待测量块产生待检干涉光，并将产生的待检干涉光输送至控制系统；以及
[0010]控制系统，与所述实验室校准系统和所述实验室校准系统连接，用于接收所述实验室校准系统的标准光程干涉光和远程校准系统的待检干涉光，待检干涉光和标准光程干涉光的光程差相等时，干涉光光强达到最大，此时通过计算标准量块的移动距离来计算出待测量块的值。
[0011]进一步地，本专利技术可以按如下技术方案实现：
[0012]所述远程校准系统包括有：
[0013]远程分光镜，设置在所述远程校准系统的中间位置；
[0014]远程固定反射镜，设置在所述分光镜横向的一侧；
[0015]透镜，设置在所述分光镜横向的另一侧；
[0016]准直器，设置在所述分光镜纵向的一侧；以及
[0017]远程平台，设置在所述分光镜纵向的另一侧，在所述远程平台上设置有远程平台反射镜。
[0018]所述实验室校准系统包括有：
[0019]第一校准分光镜，设置在所述实验室校准系统的中间位置；
[0020]校准固定反射镜，设置在所述第一校准分光镜横向的一侧；
[0021]第一扩束镜，设置在所述第一校准分光镜横向的另一侧；
[0022]光源，设置在所述第一扩束镜横向的一侧，且所述第一扩束镜位于所述光源和所述第一校准分光镜的之间；
[0023]线性位移平台，设置在所述第一校准分光镜纵向的一侧，在所述线性位移平台上设置有校准移动反射镜，所述线性位移平台与控制器电连接；
[0024]第二校准分光镜，设置在所述第一校准分光镜的纵向的另一侧；
[0025]耦合器，设置在所述第二校准分光镜的纵向的一侧，且所述第二校准分光镜位于所述第一校准分光镜和所述耦合器的之间，所述耦合器与所述准直器通过光纤连接；
[0026]第二扩束镜，设置在第二校准分光镜横向的一侧；以及
[0027]光学平板，设置在所述第二扩束镜的横向的一侧，所述第二扩束镜位于所述第二校准分光镜和光学平板之间；
[0028]所述远程校准系统中的所述远程分光镜到所述远程固定反射镜和所述远程平台反射镜之间的距离差，与所述实验室校准系统中的所述第一校准分光镜到所述校准固定反射镜和所述校准移动反射镜之间的距离差相同。
[0029]控制系统包括有：
[0030]光电探测器，与控制器和所述透镜电连接，用于采集待检干涉光；
[0031]图像采集器，用于采集所述光学平板上的图像，并将采集到的信息传递给控制器；以及
[0032]控制器，与所述光电探测器、图像采集器和线性位移平台电连接，用于控制线性位移平台移动，并接收所述图像采集器和光电探测器输送的数据，并根据输送的数据计算出
待测量块的值。
[0033]所述控制器包括有电脑和数据采集卡；所述数据采集卡与所述光电探测器和电脑电连接，用于对所述光电探测器采集的待检干涉光处理后发送至电脑。
[0034]本专利技术的目的之二就是提供一种基于低相干光串联干涉的量块长度校准方法，以解决现有量块长度校准方法流程缓慢的问题。
[0035]本专利技术的目的之二是这样实现的：一种基于低相干光串联干涉的量块长度远程校准方法，包括以下步骤：
[0036]a、制备权利要求1中所述的基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置，将待测量块放置到远程校准系统的远程平台上，将标准量块放置在实验室校准系统的线性移动平台上；
[0037]b、由光源通过第一扩束镜向第二校准分光镜进行照射，同时由控制器控制线性移动平台带动标准量块移动，校准固定反射镜和校准移动反射镜之间产生干涉光，标准量块同时也会和校准固定反射镜之间产生关于量块的标准光程干涉光，该标准光程干涉光通过第二校准分光镜分成两束标准光程干涉光，一束标准光程干涉光通过光纤进入远程校准系统的准直器内，另一束标准光程干涉光通过第二扩束器后在光学平板上产生等倾干涉条纹，并由图像采集器将光学平板上的等倾干涉条纹传递到控制器；
[0038]c、通过光纤进入远程校准系统的准直器内的标准光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置，其特征是，包括：实验室校准系统，与远程校准系统和控制系统连接，用于在控制系统的控制下将通过移动的标准量块产生的标准光程干涉光，将该标准光程干涉光输送至远程校准系统和控制系统；远程校准系统，与所述实验室校准系统和控制系统连接，用于接收所述实验室校准系统的标准光程干涉光，并用该标准光程干涉光照射待测量块产生待检干涉光，并将产生的待检干涉光输送至控制系统；以及控制系统，与所述实验室校准系统和所述实验室校准系统连接，用于接收所述实验室校准系统的标准光程干涉光和远程校准系统的待检干涉光，待检干涉光和标准光程干涉光的光程差相等时，干涉光光强达到最大，此时通过计算标准量块的移动距离来计算出待测量块的值。2.根据权利要求1所述的基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置，其特征是，所述远程校准系统包括有：远程分光镜，设置在所述远程校准系统的中间位置；远程固定反射镜，设置在所述分光镜横向的一侧；透镜，设置在所述分光镜横向的另一侧；准直器，设置在所述分光镜纵向的一侧；以及远程平台，设置在所述分光镜纵向的另一侧，在所述远程平台上设置有远程平台反射镜。3.根据权利要求2所述的基于低相干光串联干涉的量块长度校准装置，其特征是，所述实验室校准系统包括有：第一校准分光镜，设置在所述实验室校准系统的中间位置；校准固定反射镜，设置在所述第一校准分光镜横向的一侧；第一扩束镜，设置在所述第一校准分光镜横向的另一侧；光源，设置在所述第一扩束镜横向的一侧，且所述第一扩束镜位于所述光源和所述第一校准分光镜的之间；线性位移平台，设置在所述第一校准分光镜纵向的一侧，在所述线性位移平台上设置有校准移动反射镜，所述线性位移平台与控制器电连接；第二校准分光镜，设置在所述第一校准分光镜的纵向的另一侧；耦合器，设置在所述第二校准分光镜的纵向的一侧，且所述第二校准分光镜位于所述第一校准分光镜和所述耦合器的之间，所述耦合器与所述准直器通过光纤连接；第二扩束镜，设置在第二校准分光镜横向的一侧；以及光学平板，设置在所述第二扩束镜的横向的一侧，所述第二扩束镜位于所述第二校准分光镜和光学平板之间；所述远程校准系统中的所述远程分光镜到所述远程固定反射镜和所述远程平台反射镜之间的距离差，与所述实验室...
【专利技术属性】
技术研发人员：方立德，孔恒正，李红莲，陈明敬，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：
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