隨著工業(yè)快速的發(fā)展 ，對精密測量技術(shù)的要求越來越高，位移測量技術(shù)作為幾何量精密測量的基礎(chǔ)，不僅需要超高測量精度，而且需要對環(huán)境和材料的大量適應(yīng)性，并且逐步趨于實(shí)時(shí)、無損檢測。與傳統(tǒng)接觸式測量方法相比，光譜共焦位移傳感器具有高速度，高精度，高適應(yīng)性等明顯優(yōu)勢。本文通過對光譜共焦傳感器應(yīng)用場景的分析，有助于廣大讀者進(jìn)一步加深對光譜共焦傳感器技術(shù)的理解。得益于納米級精度及超好的角度特性，光譜共焦位移傳感器可用于對表面粗糙度進(jìn)行高精度測量。相對于傳統(tǒng)的接觸式粗糙度儀，光譜共焦位移傳感器以更高的速度采集粗糙度輪廓，并且對產(chǎn)品表面無任何損傷。光譜共焦技術(shù)的研究集中在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以及數(shù)據(jù)處理和成像算法的研究。在線管道壁厚檢測光譜共焦傳感器精度

隨著機(jī)械加工水平的不斷發(fā)展，各種的微小的復(fù)雜工件都需要進(jìn)行精密尺寸測量與輪廓測量，例如：小工件內(nèi)壁溝槽尺寸、小圓倒角等的測量，對于某些精密光學(xué)元件可以進(jìn)行非接觸的輪廓形貌測量，避免在接觸測量時(shí)劃傷光學(xué)表面，解決了傳統(tǒng)傳感器很難解決的測量難題。一些精密光學(xué)元件也需要進(jìn)行非接觸的輪廓形貌測量，以避免接觸測量時(shí)劃傷光學(xué)表面。這些用傳統(tǒng)傳感器難以解決的測量難題，均可用光譜共焦傳感器搭建測量系統(tǒng)以解決 。通過自行塔建的二維納米測量定位裝置，選用光譜其焦傳感器作為測頭，實(shí)現(xiàn)測量超精密零件的二維尺寸，滾針對渦輪盤輪廓度檢測的問題，利用光譜共焦式位移傳感器使得渦輪盤輪廓度在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠得以實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，在進(jìn)行幾何量的整體測量過程中，還需要采取多種不同的方式對其結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化。從而讓幾何尺寸的測量更為準(zhǔn)確。原裝光譜共焦供應(yīng)商光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對材料的表面形貌進(jìn)行高精度測量，對于研究材料的表面性質(zhì)具有重要意義。

非球面中心偏差的測量手段主要包括接觸式(百分表)和非接觸式(光學(xué)傳感器)。文章基于自準(zhǔn)直定心原理和光譜共焦位移傳感技術(shù)，對高階非球面的中心偏差進(jìn)行了非接觸精密測量。光學(xué)加工人員根據(jù)測量出的校正量和位置方向?qū)η蛎孢M(jìn)行拋光，使非球面透鏡的中心偏差滿足光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。由于非球面已加工到一定精度要求 ，因此對球面的拋光和磨削是糾正非球面透鏡中心偏差的主要方法。利用軸對稱高階非球面曲線的數(shù)學(xué)模型計(jì)算被測環(huán)D帶的旋轉(zhuǎn)角度θ，即光譜共焦位移傳感器的工作角。

由于光譜共焦傳感器對于不同的反射面反射回來的單色光的波長不同，因此對于材料的厚度精密測量具有獨(dú)特的優(yōu)勢。光學(xué)玻璃、生物薄膜、平行平板等，兩個(gè)反射面都會(huì)反射不同波長的單色光，進(jìn)而只需一個(gè)傳感器，即可推算出厚度，測量精度可達(dá)微米量級，且不損傷被測表面。利用光譜共焦位移傳感器測量透明材料厚度的應(yīng)用，計(jì)算了該系統(tǒng)的測量誤差范圍大概為 0.005mm。利用光譜共焦傳感器對平行平板的厚度以及光學(xué)鏡頭的中心厚度進(jìn)行測量的方法，并針對被測物體材料的色散對厚度測量精度的影響做了理論的分析。為了探究由流體跌落方式制備的薄膜厚度與跌落模式、雷諾數(shù)、底板的傾斜角度之間的關(guān)系，采用光譜共焦傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控制備后的薄膜厚度，利用對頂安裝的白光共焦傳感器組 ，實(shí)現(xiàn)了對厚度為 10—100μm 的金屬薄膜厚度及分布的精確測量，并進(jìn)行了測量不確定度分析，得到系統(tǒng)的測量不確定度為 0.12μm 左右。光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對材料的變形過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對于研究材料的力學(xué)行為具有重要意義。

隨著機(jī)械加工水平的不斷發(fā)展，各種微小而復(fù)雜的工件都需要進(jìn)行精確的尺寸和輪廓測量，例如測量小零件的內(nèi)壁凹槽尺寸和小圓角。為避免在接觸測量過程中刮傷光學(xué)表面，一些精密光學(xué)元件也需要進(jìn)行非接觸式的輪廓形貌測量。這些測量難題通常很難用傳統(tǒng)傳感器來解決，但可以使用光譜共焦傳感器來構(gòu)建測量系統(tǒng)。通過二維納米測量定位裝置，光譜共焦傳感器可以作為測頭，以實(shí)現(xiàn)超精密零件的二維尺寸測量。使用光譜共焦位移傳感器，可以解決渦輪盤輪廓度在線檢測系統(tǒng)中滾針渦輪盤輪廓度檢測的問題。在進(jìn)行幾何量的整體測量過程中，還需要采用多種不同的工具和技術(shù)對其結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，以確保幾何尺寸的測量更加準(zhǔn)確 。激光位移傳感器的應(yīng)用主要是用于非標(biāo)的特定檢測設(shè)備中。小型光譜共焦設(shè)備

光譜共焦技術(shù)具有軸向按層分析功能，精度可以達(dá)到納米級別。在線管道壁厚檢測光譜共焦傳感器精度

光譜共焦位移傳感器包括光源、透鏡組和控制箱等組成部分。光源發(fā)出一束白光，透鏡組將其發(fā)散成一系列波長不同的單色光，通過同軸聚焦在一定范圍內(nèi)形成一個(gè)連續(xù)的焦點(diǎn)組，每個(gè)焦點(diǎn)的單色光波長對應(yīng)一個(gè)軸向位置。當(dāng)樣品位于焦點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí)，樣品表面會(huì)聚焦后的光反射回去，這些反射回來的光再經(jīng)過與鏡頭組焦距相同的聚焦鏡再次聚焦后通過狹縫進(jìn)入控制箱中的單色儀。因此 只有位于樣品表面的焦點(diǎn)位置才能聚焦在狹縫上，單色儀將該波長的光分離出來，由控制箱中的光電組件識別并獲取樣品的軸向位置。采用高數(shù)值孔徑的聚焦鏡頭可以使傳感器達(dá)到較高分辨率，滿足薄膜厚度分布測量要求。在線管道壁厚檢測光譜共焦傳感器精度