[其他]干涉仪的补偿装置

说明书

本文介绍了在干涉测长中，因重力变形、温度变形、微气象变化而引起的零位漂移的补偿机构。引起零位漂移的三种原因和补偿方法互不相同，但是本发明却把这三种补偿方法统一成一种机构－－补偿机构。本发明的宗旨在于：变中求静。用参考棱镜跟踪零位，把零位漂移量以大小相等符号相反的量从参考臂输入干涉仪以达到完全补偿的目的。结构简单、花费少，减轻了重量。发明的进一步目的在于：把此种方法应用到非于涉测量的仪器和机床上。

本发明涉及一个用于干涉测长中零位漂移误差的补偿机构。

日本奥林巴斯厂的激光测长机，用自动跟踪的电器处理系统随机修正的方法。而联邦德国Leitz公司的比长仪，国内光电比长仪，则用多加一层底座的结构，把干涉仪（18）、参考棱镜（3）与一执行元件（15）放在同一不受重力变形影响的底座上，这种结构很复杂，很重，成本高。

本发明是把干涉仪、联结参考棱镜（3）和一执行元件（15）的支架（1），安置在受重力变形影响的床身（5）上，并通过结构的适当安排，各环节材料线胀系数的选择，以简单的结构，较少的花费，补偿干涉测长中因重力变形、温度变形、微气象条件变化而产生的零位漂移误差，即把三种零位漂移误差的补偿，统一为一种补偿机构。同时减轻了自身的重量。发明的进一步目的在于，把此种机构应用到非干涉测量的仪器和机床上。

下面通过附图对本发明的方案作详细说明。

图1上半部分为激光测长机在零位时的正视图，下半部分为俯视图。

图中（5）为床身，可简化为在重力及与重力同方向外力作用下，只产生纯弯变形的简支梁。（1）为尾座，参考棱镜与一执行元件（测帽）（15）装在它上面，（4）为工作台，（17）为测量头部件，（18）为干涉仪，这些部件都装在床身（5）上。

激光干涉仪的两个臂为图1中（11）、（12），位于同一水平内。参考臂（12）内设有旋转式双光楔（6），以补偿二棱镜（3）、（4）的加工误差。干涉仪的测量臂（11）与仪器测量轴线重合，从而符合阿贝守则。

图1中（8）为分光镜，（7）、（10）为反光镜。在仪器的零位，测量臂自反光镜（7）至测量棱镜（4）的一段与参考臂自反光镜（7）至参考棱镜（3）的一段相互平行，并且几何距离相等。测量臂自分光镜（8）至反光镜（10）的一段与参考臂自分光镜（8）至反光镜（7）的一段，几何距离相等。由于在同一底座上，所以材料线胀系数相等。因此测量臂各环节线胀量总和i=1m ]]>，与参考臂各环节线胀量总和相等△t_i＝△t_j＝△t），即。式中α为各环节的材料线胀系数，1为各环节长度，△t为各环节温度变化量，m、n各环节数。

图1中（2）为参考棱镜架，（16）为尾管（测帽架），参考棱镜架（2）与尾管（16）的安装基面，位于垂直于测量轴线的同一平面（C）内。测量棱镜（4）与参考棱镜（3）的安装基面，位于垂直于测量轴线的同一平面（3）内。参考棱镜架（2）材料的线胀系数α_参与测量轴线上从（B）面到（C）面之间这段材料的线胀系数α_执与二处温度变化量△t_参、△t_执成反比，即α补/α执＝△t_执/△t_参。

测量棱镜（4）与一执行元件（13）相刚联。执行元件（13）在测长机中为测帽;在线纹尺测量中为刻线本身;在丝杠测量中为螺纹本身。测量棱镜与执行元件（13）要靠近（因结构限制不能完全重合）。参考棱镜（3）与另一执行元件（15）相刚联。另一执行元件（15）在测长机中为另一测帽;在线纹尺测量中为光电显微镜;在丝杠测量中为测头。

本发明的效果如下：