基于微焦準(zhǔn)直的微深內(nèi)腔尺度超精密測(cè)量方法研究.pdf

1、隨著精密工程與微機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，具有精密微深內(nèi)腔結(jié)構(gòu)特征的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)品需求日益迫切，對(duì)該類(lèi)精密微深內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的尺度和形貌進(jìn)行高精度檢測(cè)的問(wèn)題亟待解決。探針傳感式測(cè)量方法被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)微深內(nèi)腔尺度高精度測(cè)量最有效的方式之一，然而現(xiàn)有探針傳感方法存在探針傳感器初級(jí)放大倍率低、測(cè)量鏈復(fù)雜及測(cè)量深徑比小等問(wèn)題，難以對(duì)具有大深徑比的微深內(nèi)腔構(gòu)件進(jìn)行精密測(cè)量，嚴(yán)重制約了微深內(nèi)腔加工工藝的提高以及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。
　　本論文“基于

2、微焦準(zhǔn)直的微深內(nèi)腔尺度超精密測(cè)量方法研究”針對(duì)上述問(wèn)題，從點(diǎn)光源準(zhǔn)直光路的位移傳感機(jī)理出發(fā)，提出一種基于微焦準(zhǔn)直的微深內(nèi)腔尺度傳感方法，并進(jìn)行相關(guān)的機(jī)理分析、傳感器設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.提出了一種基于微焦準(zhǔn)直的探針位移傳感方法。將光纖探針測(cè)桿作為具有微米量級(jí)焦距的圓柱準(zhǔn)直透鏡使用，搭建點(diǎn)光源微焦準(zhǔn)直成像光路，在較短空間內(nèi)獲得了具有超高放大倍率的二維位移傳感，實(shí)現(xiàn)了一種具有納米級(jí)分辨力的光纖探針位

3、移傳感方法，克服了現(xiàn)有探針傳感器初級(jí)放大倍率低于50倍的不足。利用半徑為22μm的光纖探針測(cè)桿搭建的點(diǎn)光源微焦準(zhǔn)直成像光路，對(duì)光纖探針測(cè)桿位移的放大倍率可達(dá)10000倍以上，位移分辨力達(dá)1 nm。
　　2.成功研制了一種基于微焦準(zhǔn)直原理的微深內(nèi)腔傳感器樣機(jī)。將所研制的微深內(nèi)腔傳感器樣機(jī)裝配到測(cè)長(zhǎng)機(jī)上，測(cè)量了標(biāo)稱(chēng)直徑為Ф0.3mm、Ф0.5mm和Ф0.7mm的微孔直徑，測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性達(dá)0.03μm，測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度達(dá)U=0.