基于雙光柵的細(xì)絲直徑測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、微米量級(jí)細(xì)絲直徑的測(cè)量在實(shí)驗(yàn)室研究以及微型加工工藝中具有特別重要的意義，尤其是在微型機(jī)械、生物儀器、光電加工、紡織等不同領(lǐng)域產(chǎn)品的行業(yè)中，許多場(chǎng)合要求對(duì)微米量級(jí)細(xì)絲進(jìn)行精確的測(cè)量。
　　本文在查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以提高細(xì)絲直徑的測(cè)量精度為目的，主要完成了以下幾個(gè)部分的工作:
　　一、提出了一種全新的雙光柵測(cè)徑方法。在衍射測(cè)徑系統(tǒng)之后加入高密度光柵對(duì)細(xì)絲衍射譜進(jìn)行二次衍射，充分利用光柵的細(xì)分放大性能，放大了所需測(cè)量的級(jí)

2、次間距，以提高測(cè)量的精度。
　　二、闡述了對(duì)線陣相機(jī)所測(cè)得的衍射譜初始信號(hào)的處理方法。使用基于巴特沃斯低通濾波器的零相位濾波器對(duì)初始信號(hào)進(jìn)行濾波，通過測(cè)定衍射譜對(duì)應(yīng)的傅里葉空間頻譜中的極值來自適應(yīng)地確定濾波器截止頻率;通過對(duì)初始極值點(diǎn)附近的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩次二次擬合得到亮暗級(jí)次的精確位置;在使用所測(cè)級(jí)次間距計(jì)算細(xì)絲直徑的數(shù)值方法中，選擇收斂速度更快的牛頓迭代法。
　　三、介紹了實(shí)際搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置，并根據(jù)裝置中的固定參數(shù)確定其他

3、設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)夫瑯禾費(fèi)近似條件確定裝置中的衍射距離，并使用標(biāo)準(zhǔn)光柵測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)細(xì)絲到光柵和光柵到線陣相機(jī)的距離;根據(jù)衍射距離選擇細(xì)絲衍射級(jí)次m和光柵衍射級(jí)次n;設(shè)計(jì)了濾波片的尺寸和開口寬度。
　　四、使用所設(shè)計(jì)的裝置在相同的條件下分別使用雙光柵衍射法和經(jīng)典衍射法對(duì)實(shí)際直徑為100.2、120.1和140.8μm的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)絲進(jìn)行測(cè)量和比較，雙光柵衍射法測(cè)量的結(jié)果分別為99.5、121.0、141.6μm，經(jīng)典衍射法測(cè)量的結(jié)果分別為10