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        激光數控沖床中激光干涉儀的工作原理

        更新時間:08-06 20:39
        瀏覽量:84

        激光數控沖床中激光干涉儀的工作原理介紹:

        激光數控沖床中的激光干涉儀是運用多普勒效應(Doppler Effect)工作的。 任何形式的波傳播,都是由于波源、接收器、傳播介質或中間反射器的運動,會使頻率發生變化的現象。這種因多普勒效應所引起的頻率變化稱為多普勒偏移或頻移(Doppler Shift), 其頻移大小與介質、波源和觀察物的運動有關。激光頭射出的頻率為 f0, 經過反射鏡反射回來到激光頭內的探測器,當反射鏡不動時,其反射波頻率 fr=f0。當反射鏡以 v=dx/ dt的速度沿線性軸遠離或者靠近激光頭時,因為光程增加或減少了 2vt,反射波 fr的數值會減少或增加 2v /λ0,λ0為激光波長。

        即:Δf=f0- fr=2v /λ0=(2 /λ0)dx/dt。 (1)

         而 f=ω/2π, 且ω=dφ/dt,故:1/2π?d(Δ?)/dt=(2/λ0)dx/dt, (2)

        求得:

        N +Δφ/2π=(2 /λ0)x, (3)

         其中,N 為上式左邊積分滿一周期,即 2π 的周期,Δφ/2π 是未滿一周期的余量。由式(3)可得:χ=(λ0/2)(Δφ/2π+N)。 (4)

        根據式(4),激光數控沖床中的激光干涉儀采用了一個鑒相器,每當相位 φ 積滿一個 2π,鑒相器便輸出一個增位或減位脈沖,即式(4)中的N。另外,以 0 到 15V 的模擬電壓表示Δφ/2π 這一項。計算鑒相器的脈沖以及模數電壓的伏數,根據式(4)便可測知反射鏡的位移χ。

        通常將反射鏡設定為移動光學部件,將干涉鏡設定為靜止部件。二者可以反過來,但是最大測量距離將減少一半。因此,在超過 40m 行程的長軸上測量時,必須線性干涉鏡靜止不動,而另一個反射鏡移動。而對行程小于 40m 的軸進行測量時,為了方便測量,可以線性干涉鏡移動,也可以反射鏡移動。


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