激光干涉技术在硬度计量中的应用
时间:2013-06-05 阅读:1476
本文简单介绍应用激光干涉技术进行洛氏硬度计量。洛氏硬度是通过测量压头在一定压力下,垂直压入硬度块的深度,而后经换算,得出该硬度块的硬度值。应用激光干涉技术,可得出压头压入硬度块的深度,从而大大减少测量不确定度。
洛氏硬度是通过一定形状的金刚石压头或钢球压头测量压入标准硬度块的压痕深度,再经过换算,zui终确定硬度块的硬度值。测量过程中会有多项不确定度,压痕深度测量不确定度为其中主要的参数之一。为了zui大限度地降低它,在我国激光洛氏硬度国家副基准装置中采用激光干涉技术及现代电子技术,将压痕深度的测量不确定度减小到纳米级。干涉测量装置由稳频激光源、偏振干涉仪、光电转换器,可逆计数器4部分构成,zui终将计数结果输入微机,进行计算得出硬度值。装置框图如图1所示。
激光干涉装置在硬度副基准上的应用
该干涉测量装置的结构采用了偏振干涉仪,光路如图3所示。激光光源L为半内腔激光器,其输出为线偏振光,偏振面与水平方向成45°。激光光束由可调反射镜M1和M2反射至偏振分光镜PBS,激光光束被PBS分成偏振方向互相垂直的两条同频同幅光束,透射光为参考光束,射至安装在主板上的角隅棱镜C1,反射回PBS;另一路是反射光,为测量光束,射至安装在主轴上端的角隅棱镜C2并被反射回PBS。C1和C2反射的互相垂直的参考光束和测量光束在PBS的分光面上重新汇合,两者叠加为旋转偏振光,经λ/4波长后,变为线偏振光,其相位变化与C2位移相应。C2的位移即为主轴与压头的位移。