ГОСТ Р 8.745—2011 /ISOTTR 14999-2:2005
имеют место какаберрации волнового фронта, освещающего «сферу», так и дополнительные аберрации,
присущие самой «сфере». Пропускающая «сфера» должна изображать находящийся в бесконечности
объект вфокальной точке
F
бездополнительных аберраций, равно как и измеряемую поверхность
Т
изоб
ражать оповерхность Г, а опорную поверхность
R—
в поверхность
R’.
причем без добавления различных
фазовых задержек в эти изображения.
Какотмечалось в ИСО/Т014999-1:2005. подраздел 2.11. только идеальные плоские волны не изменя
ют своей формы по мере распространения. Если предположить, чтодва волновых фронта, расположенных
в сечениях
SR
и Sr . имеют одинаковую форму, например одинаковые аберрации, то очевидно, что. прой
дя расстояние
LD
до поверхности приемника излучения, где им предстоит интерферировать, они будут
отличаться друг от друга. Этот эффект тем более заметен, чем больше разница между
LD
и диаметром
волнового фронта. В соответствии с правилом «большого пальца руки» радиус измеряемой поверхности
должен быть не менее
10
% фокусного расстояния пропускающей «сферы», а сама «сфера» при двойном
прохождении пучка не должна вносить погрешность, превышающую ХУ2. При выполнении прецизионных
измерений эти ограничения должны быть еще более строгими.
Важно помнить, что любая погрешность волнового фронта, уже имеющаяся в нем при прохождении
через пропускающую «сферу», становится видимой благодаря эффекту дефокусировки изображения. Ре
шение этой проблемы в интерферометре Физо сводится к предельно возможному уменьшению
LD
путем
применения пропускающей «сферы» с наименьшим допустимым воздушным зазором. Влияние этого ис
точника погрешности может быть минимизировано путем калибровки.
3.2.4 Математическая компенсация погрешностей
Большим преимуществом описанной в предыдущем подразделе оптической компенсации является
ее осуществление в реальном времени, т. е. в ходе эксперимента. Однако больший успехдостигается при
выполнении двух независимых измерений даже при условии предварительного применения оптической
компенсации погрешностей (например, в интерферометрах Физо. Тваймана—Грина и др.).
Первый эксперимент проводится с применением эталонного калибра или фотошаблона («calibration
master»), а второй — с измеряемой поверхностью. Результирующие распределения погрешностей зано
сятся в память компьютера.
Положим, что перед измерениями изменились только калибр и измеряемая поверхность, т. е.
результат измерений должен продемонстрировать лишь это расхождение между ними. Все остальные
погрешности должны быть исключены путем «математической компенсации инструментальных погреш
ностей» измерительной установки. Следовательно, калибр играет рольопорного волнового фронта, но в то
же время погрешности высокого порядка типа «расфокусировки»
L
D.обсужденные ранее при рассмотре
нии рисунка
1
, также исключены благодаря высокой степени «симметрии», сравнимой с таковой для нор
мального опыта Физо.
Недостаток рассматриваемого метода заключается, во-первых, в том. что необходимость выполне
ния двух измерений приводит к увеличению случайных погрешностей в V
2
раз. а во-вторых, невозможно
одновременное выполнение этих двух измерений. Для того чтобы рассматриваемый способ математичес
кой компенсации погрешностей был эффективным, необходимо убедиться в том, что измерительная уста
новка откалибрована и результаты калибровки остаются действительными.
Поэтому настоятельно рекомендуется проводить калибровку до или после выполнения измерений, а
лучше всего и до. и после.
«Математическая компенсация» обладает рядом несомненных преимуществ по сравнению с «опти
ческой компенсацией»:
- эталонный калибр и измеряемый объект могут иметь тот же радиус кривизны (например,
характеристики изображения на чувствительной поверхности приемника излучения идентичны в обоих
случаях);
- эталонный калибр может быть сделан значительно более толстым, чем пропускающая «сфера»
обычного размера; если он более стабилен, чем измеряемый объект, то это может оказаться полезным в
некоторыхситуациях, например, «изгиб» измеряемого объекта в оправе проявится в результате измерений;
вдругих случаях имеется возможность выполнить эталонный калибр для проведения калибровки, имею
щий заранее известное распределение погрешностей:
8