工厂光谱共焦产品使用误区

光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势，迅速成为工业测量的热门传感器，在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量、3C电子等领域得到大量应用。本次测量场景使用的是创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025µm的重复精度，±0.02% of F.S.的线性精度， 30kHz的采样速度，以及±60°的测量角度，能够适应镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网、模拟量的数据传输接口。光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料表面和内部的成像和分析。工厂光谱共焦产品使用误区

光谱共焦位移传感器是一种基于光波长偏移调制的非接触式位移传感器。它也是一种新型极高精密度、极高可靠性的光学位移传感器，近些年对迅速、精确的非接触式测量变得更加关键。光谱共焦位移传感器不但可以精确测量偏移，还可用作圆直径的精确测量，及其塑料薄膜的折光率和厚度的精确测量，在电子光学计量检定、光化学反应、生物医学工程电子光学等领域具备大量应用市场前景。光谱共焦位移传感器的诞生归功于共聚焦显微镜研究。它们工作中原理类似，都基于共焦原理。1955年，马文·明斯基依据共焦原理研发出共焦光学显微镜。接着，Molesini等于1984年给出了光谱深层扫描仪原理，并将其用于表面轮廓仪。后来在1992年，Browne等人又把它运用到共聚焦显微镜中，应用特殊目镜造成散射开展高度测量，不用彩色扫描，提升了测量速度。a.Ruprecht等运用透射分束制定了超色差镜片，a.Miks探讨了运用与不一样玻璃材质连接的镜片得到镜头焦距与波长线性关系的办法。除开具有μm乃至纳米技术屏幕分辨率以外，光谱共焦位移传感器还具备对表层质量要求低，容许更多的倾斜度和达到千HZ的输出功率的优势。奉贤区光谱共焦答疑解惑光谱共焦技术的研究集中在光学系统的设计和优化，以及数据处理和成像算法的研究。

表面粗糙度测量方法具体流程如下:(1)待测工件定位。将待测工件平稳置于坐标测量机测量平台上，调用标准红宝石测针测量其空间位置和姿态，为按测量工艺要求确定测量位置提供数据。(2)轮廓扫描。测量机测量臂更换挂载光谱共焦传感器的光学探头，驱动探头运动至工件测量位置，调整光源光强、光谱仪曝光时间和采集频率等参数以保证传感器处于较好的工作状态，编辑扫描步距、速度等运动参数后启动轮廓扫描测量，并在上位机上同步记录扫描过程中的横向坐标和传感器高度信息，映射成为测量区域的二维微观轮廓。(3)表面粗糙度计算与评价。将扫描获取的二维微观轮廓数据输入到轮廓处理算法内进行计算，按照有关国际标准选择合适的截止波长，按高斯轮廓滤波方法对原始轮廓进行滤波处理，得到其表面粗糙度轮廓，并计算出粗糙度轮廓的评价中线，再按照表面粗糙度的相关评价指标的计算方法得出测量结果，得到被测工件的表面粗糙度信息。

主要是对光谱共焦传感器的校准后的误差进行分析。各自利用干涉仪与高精密测长机对光谱共焦传感器开展测量，用曲面测针确保光谱共焦传感器的激光光路坐落于测针，以确保光谱共焦传感器在测量时安装精密度，随后拆换平面图歪头，对光谱共焦传感器开展校准。用小二乘法对测量数据进行解决，获得测量数据库的离散系统误差。结果显示：高精密测长机校准后的离散系统误差为 0.030%，激光器于涉仪校准时的分析线形误差为0.038%。利用小二乘法开展数据处理方法及离散系统误差的计算，减少校准时产生的平行度误差及光谱共焦传感器的系统误差，提高对光谱共焦传感器的校准精密度。光谱共焦技术在航空航天领域可以用于航空发动机和航天器部件的精度检测。

采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核，图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。从图中可以看出，二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮廓信息存在一定的偏差，原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。图5(b)是靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线，从图中可以看出，在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，当模数大于100时，白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据，这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。光谱共焦技术可以实现对样品的光学参数进行测量和分析。工厂光谱共焦产品使用误区

光谱共焦技术的发展将促进相关产业的发展。工厂光谱共焦产品使用误区

光谱共焦传感器是采用复色光为光源的传感器，其测量精度能够达到微米量级，可用于对漫反射或镜反射被测物体的测量。此外，光谱共焦位移传感器还可以对透明物体进行单向厚度测量，光源和接收光镜为同轴结构，有效地避免了光路遮挡，并使传感器适于测量直径4.5mm以上的孔及凹槽的内部结构。光谱共焦位移传感器在测量透明物体的位移时，由于被测物体的上、下两个表面都会反射，而传感器接收到的位移信号是通过其上表面计算出来的，从而会引起一定的误差。本文基于测量平行平板的位移，对其进行了误差分析。工厂光谱共焦产品使用误区