自动测量内径光谱共焦精度

谱共焦位移传感器是一种高精度的光学测量仪器，主要应用于工业生产、科学研究和质量控制等领域。特别是在工业制造中，比如汽车工业的发动机制造领域，气缸内壁的精度对发动机的性能和可靠性有着直接的影响。光谱共焦位移传感器可以实现非接触式测量，提供高精度和高分辨率的数据，制造商得以更好地掌握产品质量并提高生产效率。它利用激光共焦成像原理，能够准确测量金属内壁表面形貌，包括凹凸、微观结构和表面粗糙度等参数。这些数据对保证发动机气缸内壁的精密性和一致性非常重要，从而保障发动机性能和长期可靠性。此外，在科学研究领域，光谱共焦位移传感器也扮演关键角色，帮助研究者进一步了解各种材料的微观特性和表面形态，推动材料科学、工程技术进步和开发创新应用。光谱共焦技术在生物医学、材料科学、环境监测等领域有着广泛的应用。自动测量内径光谱共焦精度

三坐标测量机是加工现场常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备，具有通用性强，精确可靠等优点。本文面向一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求，提出一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度集成在线测量方法，利用工业现场常用的三坐标测量机平台执行轮廓扫描，并记录测量扫描位置实时空间横坐标，根据空间坐标关系，将测量扫描区域的微观高度信息和扫描采样点组织映射为微观轮廓，经高斯滤波处理和评价从而得到测量对象的表面粗糙度信息。高精度光谱共焦光谱共焦技术可以对生物和材料的微观结构进行分析。

光谱共焦是一种综合了光学成像和光谱分析技术的高精度位移传感器，在3C电子行业中应用极为大量。光谱共焦传感器可以用于智能手机内线性马达的位移测量，通过实时监控和控制线性马达的位移，可大幅提高智能手机的定位功能和相机的成像精度。也能测量手机屏的曲面角度、厚度等。平板电脑内各种移动结构部件的位移和振动检测是平板电脑生产过程中非常重要的环节。光谱共焦传感器可以通过对平板电脑内的各种移动机构、控制元件进行精密位移、振动、形变和应力等参数的测量，从而实现对其制造精度和运行状态的实时监控。

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、快速测量方式、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。光谱共焦技术可以测量位移，利用返回光谱的峰值波长位置。

光谱共焦位移传感器包括光源、透镜组和控制箱等组成部分。光源发出一束白光，透镜组将其发散成一系列波长不同的单色光，通过同轴聚焦在一定范围内形成一个连续的焦点组，每个焦点的单色光波长对应一个轴向位置。当样品位于焦点范围内时，样品表面会聚焦后的光反射回去，这些反射回来的光再经过与镜头组焦距相同的聚焦镜再次聚焦后通过狭缝进入控制箱中的单色仪。因此，只有位于样品表面的焦点位置才能聚焦在狭缝上，单色仪将该波长的光分离出来，由控制箱中的光电组件识别并获取样品的轴向位置。采用高数值孔径的聚焦镜头可以使传感器达到较高分辨率，满足薄膜厚度分布测量要求。光谱共焦技术的精度可以达到纳米级别。高精度光谱共焦

光谱共焦技术可以解决以往传感器和测量系统精度与视场不能兼容的问题。自动测量内径光谱共焦精度

光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差（像差）将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差（特定距离）。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪，该光谱仪检测并处理光谱变化。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用共焦原理进行测量。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在传感器的测量范围内实现了一个非常小的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面，以及测量窄孔、小间隙和空腔。自动测量内径光谱共焦精度