檢測(cè)技術(shù)長(zhǎng)度檢測(cè)ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-05 02:18本頁面
【正文】 都是以位移測(cè)量為基礎(chǔ)的。 ? 微觀長(zhǎng)度測(cè)量領(lǐng)域 ,利用光學(xué)測(cè)量原理的方法中 , 測(cè)量精度直接受激光源質(zhì)量和感光元件靈敏度的影響 ,隨著制造加工技術(shù)的發(fā)展 ,勢(shì)必給微位移測(cè)量帶來新的發(fā)展。 ? 以上所述顯微鏡測(cè)量技術(shù) ,只能局限在實(shí)驗(yàn)室研究使用 ,若要將其應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) ,還需要廣大科研工作者的努力。5 nm。 掃描電子顯微鏡 ? 掃描電子顯微鏡 SEM ( scanning electron microscope)在觀測(cè)物體表面微觀形態(tài)時(shí)測(cè)量精度能達(dá)到幾個(gè)埃的水平。 顯微鏡測(cè)量技術(shù) 原子力顯微鏡 ? 原子力顯微鏡 AFM(atomic force microscope)是利用了物質(zhì)表面原子間力的作用 ,當(dāng)一個(gè)對(duì)微弱力極其敏感的微懸臂在縱向充分逼近被測(cè)樣品表面時(shí) ,探針尖端的原子與樣品表面的原子之間就會(huì)產(chǎn)生相互作用的原子力 ,使微懸臂發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)。 ? 掃描隧道顯微鏡技術(shù) ? 掃描隧道顯微鏡 STM(scanning tunneling microscope）是應(yīng)用了隧道效應(yīng) ,所謂隧道效應(yīng)是量子力學(xué)中一種粒子躍遷的現(xiàn)象 ,在隧道狀態(tài)下隧道電流與隧道間隙呈負(fù)指數(shù)關(guān)系變化 , 當(dāng)針尖與樣品的間隙改變 0 0當(dāng)任一光柵沿垂直于刻痕的方向移動(dòng)時(shí) ,莫爾條紋沿著垂直于交角平分線的方向移動(dòng) ,因此可以通過測(cè)量莫爾條紋的移動(dòng)量來得到光柵的位移量 ,這就是光柵尺測(cè)位移的基本原理。按使用的光學(xué)原理不同 ,光學(xué)測(cè)量技術(shù)可分為激光干涉法、光杠桿法、光柵尺測(cè)量技術(shù)等。 ? 光學(xué)測(cè)量法具有非接觸、材料適應(yīng)范圍廣、測(cè)量精度高等特點(diǎn)。 超聲波測(cè)距 微觀尺度的長(zhǎng)度量測(cè)量 ? 微觀尺度的長(zhǎng)度量測(cè)量可分為電學(xué)測(cè)量技術(shù)、光學(xué)測(cè)量技術(shù)和顯微鏡測(cè)量技術(shù)等。 超聲波傳感器 ? 超聲在空氣中傳播速度受空氣溫度、濕度及壓強(qiáng)等因素的影響 ,而受溫度影響最大 . ? 在室溫下溫度變化 1℃ 對(duì)超聲聲速的影響是0 ? 設(shè)聲波在介質(zhì)中傳播速度為 c,從發(fā)射波到接收到反射波的時(shí)間是 t,則距離 L=c 常規(guī)尺度的長(zhǎng)度量的測(cè)量方法主要有超聲波測(cè)距和激光測(cè)距兩種。 1 cm。c/2。例如， 用電子顯微鏡可測(cè)出鎢 （可做燈絲）原子的直徑為 2 1010m， 即 20nm （ nm是 “納米” 的符號(hào)， 1nm=109m， 約相當(dāng)于頭發(fā)絲的一萬分之一） . ? 隧道掃描顯微鏡 ，還觀測(cè)了許多原子分子 . 用這種儀器的掃描探針可對(duì)表面進(jìn)行納米級(jí)加工 . ? 人們利用科學(xué)的測(cè)量方法， 還可以測(cè)量出極大的長(zhǎng)度 （如星星之間的距離） . 例如， 人們已準(zhǔn)確測(cè)出光在真空中（即電磁波在真空中） 的傳播速度約為 299792458m/s. 這個(gè)速度相當(dāng)于每秒鐘可繞地球赤道走 ， 是迄今為止人們所認(rèn)識(shí)的物體運(yùn)動(dòng)的最大速度 . ? 宇宙是無限廣闊的， 星星之間的距離十分遙遠(yuǎn)， 如果用 “米” 做單位來表示星星之間的距離， 將會(huì)出現(xiàn)很大的數(shù)字， 即 “天文數(shù)字” . 為簡(jiǎn)化計(jì)數(shù)， 人們用光在 1年的時(shí)間內(nèi)通過的距離作為長(zhǎng)度的單位， 叫做 “光年” . ? 1光年約等于 1015m. 如果我們乘超音速飛機(jī)， 走完 1光年的路程， 大約需要 80多萬年， 光年雖大比不過宇宙大 .如果用光年來表示宇宙， 那么銀河系的直徑就達(dá) ， 即光從銀河系的一端走到另一端， 也需要 1萬3千年 . 各數(shù)量級(jí)的長(zhǎng)度測(cè)量 ? 天體距離測(cè)量 ? 不同的天體用不同的測(cè)量方法 ,太陽系內(nèi)和太陽系外的天體距離測(cè)量使用的方法是完全不同的。 ? 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,大到天文尺度 ,小到納米尺度的長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)都有了飛速的發(fā)展 ,同時(shí)在各領(lǐng)域的應(yīng)用中 ,對(duì)長(zhǎng)度量的測(cè)量也在不斷提出新的要求。 二、長(zhǎng)度及線位移傳感器 ? 幾何形狀是客觀世界中最廣泛、最具體的物質(zhì)形態(tài) ,幾何量是表征物質(zhì)大小、形狀及位置的物理量。 ? 首先應(yīng)了解測(cè)試目的，是定性分析還是定量分析，如果屬于相對(duì)比較性的試驗(yàn)研究，只需獲得相對(duì)比較值即可，此時(shí)對(duì)傳感器的精確度要求可低些。 ? 然而，傳感器的精確度也并非愈高愈好，因?yàn)檫€要考慮到經(jīng)濟(jì)性。 精確度 ? 傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測(cè)量的對(duì)應(yīng)程度?；€電阻式傳感器表面有灰塵時(shí)將會(huì)引入噪聲。光電傳感器的感光表面有灰塵或水泡時(shí)，會(huì)改變感光性質(zhì)。 ? 例如電阻應(yīng)變式傳感器，濕度會(huì)影響其絕緣性，從而會(huì)影響其零漂，長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間與環(huán)境。 ? 在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，傳感器的響應(yīng)特性對(duì)測(cè)試結(jié)果有直接影響，選用時(shí)應(yīng)充分考慮到被測(cè)物理量的變化特點(diǎn)，如穩(wěn)態(tài)、瞬變、隨機(jī)等。實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一定的遲延，但遲延時(shí)間越短越好。例如變極距型電容、電感傳感器，均采用在初始間隙附近的近似線性區(qū)內(nèi)工作，因此選用時(shí)必須考慮被測(cè)物理量的變化范圍，令其非線性誤差在允許范圍以內(nèi)。 ? 為了保證測(cè)量的精確度，傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。 線性范圍 ? 任何傳感器都有一 定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系。有些需要在較強(qiáng)的噪聲干擾下進(jìn)行的測(cè)試工作，被測(cè)信號(hào)疊加干擾信號(hào)后也不應(yīng)進(jìn)入非線性區(qū)。 ? 傳感器的量程范圍是和靈敏度緊密相關(guān)的一個(gè)參數(shù)。但靈敏度越高，與測(cè)量信號(hào)無關(guān)的外界噪聲也容易混入，并且噪聲也會(huì)被放大。即： 1)靈敏度高．輸入和輸出之間應(yīng)具有較好的線性關(guān)系； 2)噪聲小，并且具有抗外部噪聲的性能； 3)滯后、漂移誤差小； 4)動(dòng)態(tài)特性良好； 5)接入測(cè)量系統(tǒng)時(shí)對(duì)被測(cè)量產(chǎn)生影響??； 6)功耗小，復(fù)現(xiàn)性好； 7)防水及抗腐蝕等性能好．能長(zhǎng)期使用； 8)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易維修和校正； 9)低成本，通用性強(qiáng)。 ? 例如，電阻應(yīng)變測(cè)量中，應(yīng)變計(jì)接于電橋上，電橋工作能源由
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