ГОСТ Р ИСО 230-1— 2010
А.13 Лазерные интерферометры
А.13.1 Описание
Развитие лазерной интерферометрия обеспечило станкостроение высокоточным средством измерения,
которое можно использовать в качестве эталона для контроля станков всех типов и размеров. Таким средством
измерения является интерферометр со стабилизированным гелий-неоновым лазером. В настоящее время он
является общепринятым средством для линейных и угловых измерений.
А.13.2 Точность
Погрешность интерферометра определяется длиной волны лазера и составляет менее половины милли
онной части от длины измеряемого перемещения.
С помощью лазерного интерферометра можно проводить измерения в направлении пяти из шести степе
ней свободы: линейное позиционирование, горизонтальную прямолинейность, вертикальную прямолинейность,
тангаж и рыскание по направлению движения, а также перпендикулярность между осями. Все шесть степеней
свободы одинаково важны, поскольку для погрешности позиционирования, являющейся результатом
совместно го влияния угловых смещений или непрямолинейности перемещений, потенциально могут
превосходить погреш ности собственно линейного позиционирования по координатной оси.
Другие источники погрешностей, которые следует учитывать до начала измерений:
a) погрешности, вызванные окружающей средой.
При проведении линейных измерений необходимо знать, что абсолютная точность лазерного интерферо
метра напрямую определяется состоянием окружающей среды, а на деле тем, насколько она стабильна. Погреш
ность приблизительно в одну миллионную часть измеряемой длины будет возникать при каждом из следующих
факторов: изменении температуры окружающей среды на ГС . изменении абсолютного давления на 2,5 мм
ртутного столба, изменении относительной влажности на 30 %. Эти погрешности могут быть частично преодоле ны
при помощи компенсации вручную либо при помощи одного из автоматических компенсаторов, которые можно
подсоединять к отсчетному устройству лазерного интерферометра.
Однако самым важным является поддержание стабильных условий в период испытаний;
b
) температура самого станка.
Другимзначительным источником погрешности при интерферометрической оценке точности станка
является влияние температуры самого станка. Для станков, в которых используется стальной ходовой винт для
перемещения элементов станка, коэффициент линейного расширения которого составляет 0.0000108, при дли не
ходового винта 1000 мм увеличение температуры на Г С приведет к изменению длины ходового винта на 0.0108
мм, что повлияет на точность перемещения;
c) погрешность «мертвой зоны».
Погрешность «мертвой зоны» — это погрешность, вызванная изменением условий окружающей среды во
время проведения измерений и обусловлена наличием некомпенсируемой длины хода лазерного луча, которая
возникает при атмосферных условиях в зоне распространения лазерного луча (вызывает изменение длины
волны лазерного луча), а также при колебании температуры элементов, на которых закреплены интерферометр и
ретроотражатель (приводит к увеличению или уменьшению расстояния между интерферометром и ретроотра-
жателем (см. рисунок А.23).
1 - источник лазерною излучения; 2 — интерферометр. 3 — нулевая точка: 4 — «мертвая зона» t ,. 5 — длина измерения L2.
б — ретроотражатель
Рисунок А.23 — Структура устройства, обеспечивающего минимизацию погрешности «мертвой зоны»
76