怎麼測光學儀器平整度

『壹』 利用光的干涉來檢測物體表面的平整度的方案

利用光的干涉來檢測物體表面的平整度可以用一個標准平板在上方，待測平板在下方，組成空氣劈尖。如果待測平板表面不平整，產生的等厚干涉條紋就會發生彎曲。

根據薄膜干涉的道理，可以測定平面的平直度．測定的精度很高，甚至幾分之一波長那麼小的隆起或下陷都可以從條紋的彎曲上檢測出來．若使兩個很平的玻璃板間有一個很小的角度，就構成一個楔形空氣薄膜，用已知波長的單色光入射產生的干涉條紋，可用來測很小的長度．

『貳』 怎樣判定干涉法測平整度中平面的凹凸情況.暗條紋向左

上面一塊光潔度高的板的下表面與待測面之間的空氣層形成薄膜干涉。

若待測面光潔度也高，在上板觀測到的亮線與暗線平行。

待測面有突起，此處對應的光程差小於此點未突起時的光程差，所以這點的光程差與靠近劈尖的尖部某點的光程差相同，所以這點未突起時對應條痕若是亮的，現在就變暗(若原是暗的,現在就變亮)，所以這點對應的條痕彎向劈尖厚部，同樣分析，可知這點凹陷時，條痕彎向劈尖尖部。

(2)怎麼測光學儀器平整度擴展閱讀：

光波是以正弦波的形式在介質中傳播的，由於光波傳播的獨立性和線性疊加性，兩束或兩束以上同頻光波相遇時，會根據相位的不同出現光強增強或減弱的現象。

以相干光（周期及振動方向相同且相位差恆定的光）為例，簡要解釋一下干涉條紋的產生原理。如圖所示，間隔為d的兩條狹縫S1和S2產生的兩束波長為相干光發生干涉，並在距離為D的屏幕上產生干涉條紋，現判斷距離中點O為x的P點的光強。

干涉現象及干涉條紋的出現對於光學測量微小變形具有重要意義，牛頓環、劈尖干涉等都可以經過簡單改造製成測量微小變形的儀器。由於其方式是將距離轉化為條紋數與光波長的函數，故精度很高，可以達到光波長量級。如圖為牛頓環的干涉條紋。

同時也廣泛應用於生活中。如車窗玻璃的反射膜，是利用膜兩側反射光波疊加削弱來達到減少透射光的效果，攝像機鏡頭精彩呈現出彩色，是因為其上貼了增透膜，來增加拍攝亮度。

『叄』 如何利用光的干涉原理檢測一塊反光表面的平整度

把金屬絲圓環在肥皂液里蘸一下，環上就形成一層肥皂液薄膜．用單色光照射薄膜，薄膜上就產生明暗相間的干涉條紋（圖6-4）．產生這種現象是由於照射到膜上的光會從膜的前表面和後表面分別反射回來，形成兩列波（分別如圖中的實線和虛線所示），這兩列波是由同一入射波產生的，因此頻率相同，相差恆定，能夠產生干涉．豎立的肥皂薄膜在重力作用下成為上薄下厚的楔形，在薄膜的某些地方，反射回來的兩列波恰好波峰和波峰（或者波谷和波谷）疊加，光振動加強，產生亮條紋；在另外一些地方，恰好波峰和波谷疊加，光振動削弱，產生暗條紋．這就是薄膜干涉的原因．肥皂泡在太陽光照耀下會出現彩色的條紋，也是由薄膜干涉產生的．白光中每種色光的波長不同，所以在薄膜某一厚度的地方，某一波長的反射光互相加強，就出現這種色光的亮紋；在另一厚度的地方，另一波長的反射光互相加強，就出現另一色光的亮紋．這樣，在薄膜上就出現了不同顏色的條紋．檢查精密零件的表面質量各種精密零件，例如光學元件，對表面加工的質量要求很高，一般精度要求在幾分之一光波波長之內．這樣的表面需要用干涉法來檢驗．如果被檢查的表面是一個平面，可以在它的上面放一個透明的標准樣板，並在一端墊一薄片，使樣板的標准平面和被檢查的平面間形成一個劈形的空氣薄層，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光波，於是從反射光中就會看到干涉條紋．如果被測表面是平的，產生的干涉條紋就是一組平行的直線；如果被測表面某些地方不平，產生的干涉條紋就要發生彎曲。從干涉條紋彎曲的方向和程度還可以了解被測表面的不平情況．這種測量的精度可達10-6厘米．
首先這個檢測方法是應用的薄膜（劈尖）發生等厚干涉原理，你懂的吧？首先物理原理你先懂了我才能用數學方法給你講啊！
由於這個劈尖的頂角很小，因此可認為平行光線垂直射向上面和下面。
發生干涉的光線是在上表面反射的光和在上表面經折射後在下表面反射回的光線
由於頂角很小，折射幾乎不改變方向，可認為光直線射下
於是光程差等於入射點處的劈尖厚度的兩倍（高考不考慮半波損失，競賽要考慮，但這會時得出的結論相反，就是該暗的的地方亮，該亮的地方暗，不改變條紋形狀）
就是光程差δ＝2d，δ為介質中半波長的偶數倍處為亮紋，奇數倍處為暗紋。
可見，這里的干涉特點是：干涉條紋分布只與介質厚度有關，同一個厚度對應同一級條紋，因此稱為等厚干涉。
就是干涉條紋應該是介質厚度相等的點的軌跡，當平面平整時，厚度均勻變化，條紋為直線。當下面被測面有一凹的話，條紋是等厚的點的軌跡，凹就是厚度增加，於是這里的厚度等於比此處遠離劈棱處（厚度為0的地方）的地方的厚度，遠離劈棱的地方的軌跡偏到這里來，總體情況就是：條紋向劈棱方向偏。
若有一凸也就知道了吧，向遠離劈棱的方向偏。
重點抓住：等厚干涉，同一個厚度對應同一級條紋

『肆』 如何用牛頓環來檢查光學平面的平整度

又稱「牛頓圈」。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環。例如用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸，在日光下或用白光照射時，可以看到接觸點為一暗點，其周圍為一些明暗相間的彩色圓環；而用單色光照射時，則表現為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等，隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。在加工光學元件時，廣泛採用牛頓環的原理來檢查平面或曲面的面型准確度。在牛頓環的示意圖上，B為底下的平面玻璃，A為平凸透鏡，其與平面玻璃的接觸點為O，在O點的四周則是平面玻璃與凸透鏡所夾的空氣氣隙。當平行單色光垂直入射於凸透鏡的平表面時。在空氣氣隙的上下兩表面所引起的反射光線形成相干光。光線在氣隙上下表面反射（一是在光疏媒質面上反射，一是在光密媒質面上反射）。
一種光的干涉圖樣．是牛頓在1675年首先觀察到的．將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板上，用單色光照射透鏡與玻璃板，就可以觀察到一些明暗相同的同心圓環．圓環分布是中間疏、邊緣密，圓心在接觸點O．從反射光看到的牛頓環中心是暗的，從透射光看到的牛頓環中心是明的．若用白光入射．將觀察到彩色圓環．牛頓環是典型的等厚薄膜干涉．平凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個厚度均勻變化的圓尖劈形空氣簿膜，當平行光垂直射向平凸透鏡時，從尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產生干涉．同一半徑的圓環處空氣膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉圖樣呈圓環狀．這種由同一厚度薄膜產生同一干涉條紋的干涉稱作等厚干涉．
牛頓在光學中的一項重要發現就是"牛頓環"。這是他在進一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩問題時提出來的。
具體的, 牛頓環實驗是這樣的：取來兩塊玻璃體，一塊是14英尺望遠鏡用的平凸鏡，另一塊是50英尺左右望遠鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡，使其平面向下，當把玻璃體互相壓緊時，就會在圍繞著接觸點的周圍出現各種顏色，形成色環。於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。在壓緊玻璃體時，在別的顏色中心最後現出的顏色，初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環，再壓緊玻璃體時，這色環會逐漸變寬，直到新的顏色在其中心現出。如此繼續下去，第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現出，並成為包在最內層顏色外面的一組色環，最後一種顏色是黑點。反之，如果抬起上面的玻璃體，使其離開下面的透鏡，色環的直徑就會偏小，其周邊寬度則增大，直到其顏色陸續到達中心，後來它們的寬度變得相當大，就比以前更容易認出和訓別它們的顏色了。
牛頓測量了六個環的半徑（在其最亮的部分測量），發現這樣一個規律：亮環半徑的平方值是一個由奇數所構成的算術級數，即1、3、5、7、9、11，而暗環半徑的平方值是由偶數構成的算術級數，即2、4、6、8、10、12。例凸透鏡與平板玻璃在接觸點附近的橫斷面，水平軸畫出了用整數平方根標的距離：√1＝1√2＝1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在這些距離處，牛頓觀察到交替出現的光的極大值和極小值。從圖中看到，兩玻璃之間的垂直距離是按簡單的算術級數，1、2、3、4、5、6……增大的。這樣，知道了凸透鏡的半徑後，就很容易算出暗環和亮環處的空氣層厚度，牛頓當時測量的情況是這樣的：用垂直入射的光線得到的第一個暗環的最暗部分的空氣層厚度為1/189000英寸，將這個厚度的一半乘以級數1、3、5、7、9、11，就可以給出所有亮環的最亮部分的空氣層厚度，即為1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它們的算術平均值2/178000,4/178000,6/178000……等則是暗環最暗部分的空氣層厚度。
牛頓還用水代替空氣，從而觀察到色環的半徑將減小。他不僅觀察了白光的干涉條紋，而且還觀察了單色光所呈現的明間相間的干涉條紋。
牛頓環裝置常用來檢驗光學元件表面的准確度．如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力，能使其間空氣薄膜的厚度發生微小變化，條紋就會移動．用此原理可以精密地測定壓力或長度的微小變化．
按理說，牛頓環乃是光的波動性的最好證明之一，可牛頓卻不從實際出發，而是從他所信奉的微粒說出發來解釋牛頓環的形成。他認為光是一束通過窨高速運動的粒子流，因此為了解釋牛頓環的出現，他提出了一個「一陣容易反射，一陣容易透射」的復雜理論。根據這一理論，他認為;「每條光線在通過任何折射面時都要進入某種短暫的狀態，這種狀態在光線得進過程中每隔一定時間又復原，並在每次復原時傾向於使光線容易透過下一個折射面，在兩次復原之間，則容易被下一個折射面的反射。」他還把每次返回和下一次返回之間所經過的距離稱為「陣發的間隔」。實際上，牛頓在這里所說的「陣發的間隔」就是波動中所說的「波長」。為什麼會這樣呢？牛頓卻含糊地說：「至於這是什麼作用或傾向，它就是光線的圓圈運動或振動，還是介質或別的什麼東西的圓圈運動或振動，我這里就不去探討了。」
因此，牛頓雖然發現了牛頓環，並做了精確的定量測定，可以說已經走到了光的波動說的邊緣，但由於過分偏愛他的微粒說，始終無法正確解釋這個現象。事實一，這個實驗倒可以成為光的波動說的有力證據之一。直到19世紀初，英國科學家托馬斯·楊才用光的波動說完滿地解釋了牛頓環實驗。

『伍』 常用的平整度檢測方法有哪幾種

測量路面平整度的方法有三種:

1、定長度直尺法

即採用規定長度的平直尺擱置在路面表面，直接測量直尺與路面之間的間隙作為平整度指標。

2、斷面描繪法

即採用多輪小車式平整度儀沿道路推行而直接描繪出路面表面起伏狀況，表徵路面平整度。

3、順簸累積法

即在標准測定車上裝置順簸累積儀，記錄汽車沿道路行駛時車廂的累積振動，表徵路面平整度。路面不平整會影響行車的速度和安全、駕駛的平穩和乘客的舒適二同時會加劇路面損壞和汽車機件磨損。中國現行規范規定，可用3m直尺、連續式平整度儀或車載式顛簸累積儀測定路面平整度。

(5)怎麼測光學儀器平整度擴展閱讀

路面平整度的儀器測定主要有兩大分類：

第一類為縱斷面測定（直接式檢測類），即測出路面縱斷面剖面曲線，然後對測出的縱斷面曲線進行數學分析得出平整度指標。

第二類為車輛對路面的反應測定（響應式檢測類），即測出車輛對路面縱斷面變化的力學響應，然後對測出的力學響應進行數學分析得出平整度指標。路面平整度指標的換算主要是通過對標准儀器測得的結果進行標定而得到的。

通常第一類和第二類檢測方法均可用於路面施工質量的驗收與評價及路面周期性評價。第二類檢測儀器一般需要藉助於第一類檢測儀器進行指標標定。直接式和響應式路面平整度儀是路面施工、驗收、養護、評價和管理部門必備的儀器。

『陸』 用塞尺和光學儀器測量平面度怎麼不一樣

因為不同儀器的准確度和精密度不同，測量結果自然有不同。也有可能您的某件儀器存在系統誤差，已經不準確了，應立即進行校準。

『柒』 利用光的干涉檢測平整度的原理

檢測平整度用的是空氣劈尖干涉原理，當光垂直入射時，在工件的上表面和玻璃板的下表面反射的光相干涉，當光波的光程差為波長的整數倍時，形成明條紋，為半波長的奇數倍時，形成暗條紋。而光程差取決於空氣層的厚度，空氣層厚度相同的位置明暗紋情況相同，若工件不平整，則條紋會凸起。向左向右都是可能的，關鍵是看不平整的是凸起還是凹陷~
手壓玻璃板時，空氣層厚度改變，故條紋移動~

左凸的原因是工件表面有凹陷（凸起），凹陷（凸起）處空氣層厚度和其左邊工件平面上的空氣厚度相同，故條紋向左凸

『捌』 平整度測試儀的介紹

平整度測試系統，採用光學方法測量晶圓、藍寶石、Sic、Si、玻璃等材質的表面特徵，在無需任何接觸的情況下測量厚度、TTV、LTV、彎曲度、平整度等，可在線和離線測量1。

『玖』 常用平整度檢測方法有哪四種

1、塞尺測量法

只需一套可隨身攜帶的塞尺就可隨時隨地進行平面度的粗測。目前很多工廠仍使用該方法進行檢測。由於其精度不高，常規最薄塞尺為10um，檢測效率較低，結果不夠全面，只能檢測零件邊緣。

2、液平面法

基於連通器工作原理，適合測量連續或不連續的大平面的平面度，但測量時間長，且對溫度敏感，僅適用於測量精度較低的平面。

3、激光平面干涉儀測量法

最典型的用法是平晶干涉法。但主要於測量光潔的小平面的測量，如千分頭測量面，量規的工作面，光學透鏡。

4、水平儀測量法

廣泛用於工件表面的直線度和平面度測量。測量精度高、穩定性好、體積小、攜帶方便。但是用該方法測量時需要反復挪動儀器位置，記錄各測點的數據，費時、費力，調整時間長，數據處理程序繁瑣。

5、打表測量法

典型應用為平板測微儀及三坐標儀，其中優以三坐標儀為應用最廣泛。測量時指示器在待測樣品上移動，按選定的布點測取各測量點相對於測量基準的數據，再經過數據處理評定出平面度誤差。但其效率較低，通常一個樣品需要幾分鍾，離15ppm的期望相差甚遠。

(9)怎麼測光學儀器平整度擴展閱讀：

影響路面平整度因素可涉及到設計，施工，自然條件等方方面面，優良的路面平整度，要依靠優良的施工裝備，精細的施工工藝，嚴格的施工質量控制以及經常和及時的養護來保證.影響瀝青混凝土路面平整度的因素主要有：不均勻沉降，攤鋪工藝，碾壓工藝，橫接縫處理，配合比設計，下承層病害等.

平整度直接反映了車輛行駛的舒適度及路面的安全性和使用期限。路面平整度的檢測能為決策者提供重要的信息，使決策者能為路面的維修、養護及翻修等作出優化決策。另一方面，路面平整度的檢測能准確地提供路面施工質量的信息，為路面施工提供一個質量評定的客觀指標。

『拾』 平整度測量的先進方法或儀器，並指出不同儀器測出的指標如何進行統一

路面現場平整度試驗儀連續式平整度儀法
1．試驗目的與適用范圍
用於測定路表面的平整度，評定路面的施工質量和使用質量，但不適用於在己有較多坑
槽、破損嚴重的路面上測定。
2．儀器設備
(1)連續式平整度儀：
除特殊情況外，連續式平整度儀的標准長度為3m，其質量應符合儀器標準的要求。中間為一個3m長的機架，機架可縮短或折疊，前後各有4個行走輪，前後兩組輪的軸間距離為3m。機架中間有一個能起落的測定輪。機架上裝有蓄電源及可拆卸的檢測箱，檢測箱可採用顯示。記錄、列印或繪圖等方式輸出測試結果。測定輪上裝有位移感測器，自動採集位移數據時，測定間距為10cm，每一計算區間的長度為1oom，ioom輸出一次結果。當為人工檢測，無自動採集數據及計算功能時，應能記錄測試曲線。機架頭裝有一牽引鉤及手拉柄，可用人力或汽車牽引。
(2)牽引車：小麵包車或其他小型牽引汽車。
(3)皮尺或測繩。
3，試驗要點
(1)選擇測試路段路面測試地點，同3m直尺法。
(2)將連續式平整度測定儀置於測試路段路面起點上。
(3)在牽引汽車的後部，將平整度的掛鉤掛上後，放下測定輪，啟動檢測器及記錄儀，隨即啟動汽車，沿道路縱向行駛、橫向位置保擰穩定，並檢查平整度檢測儀表上測定數字顯示、列印、記錄的情況。如檢測設備中某項儀表發生故障，即停車檢測，牽引平整度儀的速度應均勻，速度宜為5km/h,最大不得超過12km／h。
在測試路段較短時，亦可用人力拖拉平整度儀測定路面的平整度。但拖拉時應保持勻速前進。
4．計算
(1)連續式平整度測定儀測定後，可按每10cm間距採集的位移值啟動計算：100m計算區問的平整度標准差，還可記錄測試長度、曲線振幅大於某一定值(3mm、5mm、8mm、10mm等)的
次數、曲線振幅的單向(凸起或凹下)累計值及以3m機架為基準的中點路面偏差曲線圖，並列印輸出。當為人工計算時，在記錄曲線上任意設一基準線，每隔一定距離(宜為1.5m)讀取曲線偏離基準線的偏離位移值di
。
(2)每一計算區間的路面平整度以該區間測定結果的標准差表示。
(3)計算一個評定路段內各區間平整度標准差的平均值、標准差、變異系數。
5．報告
試驗應列表報告每一個評定路段內各測定區間的平整度標准差。各評定路段平整度的平均值、標准差、變異系數以及不合格區問數。
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