微位移光学测试方法及其装置

摘 要微位移技术是目前高精端机械设备中的一个重要的组成部分和技术，尤其是在生物研究，航天航空领域之中，体现了巨大的作用。而且在日常经常使用的照相机等也都涉及到了微位移。并且随着技术的发展，对微位移技术的要求越来越高。因此，本文主要针对微位移进行光学测试，这对于调整和提高微位移的精确度具有重要的作用。然后详细的分析一下光学测试的装置构成和内容。希望可以通过简化的装置，实现高精度的测量，这样能够详细的了解微位移的相关内容。

【关键词】微位移 光学测试 方法 装置 分析

微位移的测量技术以及设备十分的昂贵，尤其是在各行各业之中，对微位移的要求越来越高，如何降低测量成本，简化测量设备，提高测量精准度，成为了目前微位移技术的主要研究方向。而本文提出的是利用光学测量的方式，并且组建以光学测量最中心的装置，不仅起到了简化测量装置的作用，还提高了测量的精准度和效率，能够有效的实现对微位移进行测量的目的。而且能顾降低高精端仪器之中，对微位移测量的成本，这样也可以降低某些设备和装置的造价成本。

1 微位移光学测试方法

微位移的检测装置是微位移系统之中的一个重要组成部分，同时也是微位移检测的主要手段手段。在微位移技术之中，想要实现光学测量的目的，就要使用微应变测试方法，该方法是基于应变测试为基础而形成一种测试方法，主要就是通过杠杆，定位装置以及激光器的构成进行测试。其测试的方式十分的简单，主要就有两个步骤：

（1）首先需要取杠杆，在将该杠杆支撑上的同时，需要确定杠杆的短臂以及长臂的位置，其次，则确定长臂位置后，可以在该位置上设置激光器。最后，则是需要选择合适的投影面，而且需要把投影面放在激光器的前方，选择合适的距离，同时需要保证从激光器射出的光斑可以准确的投射到投影面上。

（2）在确定了杠杆的短臂以后，需要在上面选择一个点，设置为微位移的相关输入端，而且需要保证将待测微位移能够准确的从微位移输入端进行准确输入，然后还需要经过经杠杆进行放大。同时在投影面上需要形成一个放大的光斑位移，并且选择使用光斑位移测定装置准确的测得光斑位移值，然后进行详细的计算，从而得到待测微位移。

2 微位移光学测试的装置分析

2.1 杠桿的选择分析

利用光学测试微位移的相关数据，首先其装置的构成，主要是一个类似于“投影仪”的装置，其中利用了投影面以及“放大镜”。而想要在投影面上形成一个清晰的投影，首先就需要选择合适的杠杆，该杠杆的长度，以及短臂和长臂的确定，需要与微位移的测量精准度相挂钩，如果想要测量的更加准确，就需要利用到光学成像的原理，对短臂和长臂进行计算和确定，该分界点在哪个位置。在确定好短臂以及长臂的分别点以后，就可以在短臂的某个位置上，设置微位移的输入端，这样可以把待测的微位移的数据输入进去。然后需要在杠杆的长臂之上，设置一个激光器。这就是在光学测试装置设计的过程中，杠杆选择和设置的主要内容，是光学测试的基础，因此，需要对杠杆进行科学的选择，这样可以提高微位移测量的精准度。

2.2 激光器装置分析

激光器是在杠杆的长臂之上进行设定，一般主要就是一个简单的发射激光的装置。在实际的工作之中，还可以按工作介质分，一共有四类激光，分别是气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器。同时在技术快速发展的今天，还衍生出来了两种脉冲式的输出激光器，分别是自由电子激光器以及大功率激光器。而在微位移的光学测量之中，选择使用的激光器装置，应该采用的是半导体激光器，但是随着技术的发展，还可以选择使用自有电子激光器，这样可以把微位移的情况呈现的更加的清楚。而且激光器需要在投影面的后方进行设置。

2.3 投影面的选择分析

投影面是放大微位移光光电的成像装置，因此，需要选择合适的投影面，能够清楚准确的反映出光电的位置和大小。投影面是物体投影所在的假想面。通常是平面，但在地球投影等方面也应用圆柱面、圆锥面和球面等曲面作为投影面。而在微位移之中，使用就是就是平面。同时，想要实现投影的准确性，还需要分析该套装置是选择的水平投影还是正面投影。通过试验的分析，可以得出，在微位移的光学测试过程之中，选择的是水平投影。该投影方式可以满足在微位移的输入端内容输入的微位移的相关的数据的要求。因此，需要选择合适的投影面，这样可以更精准的反映出投影的情况，以及微位移的具体情况。

2.4 光斑位移测定装置分析

光斑位移测定装置，是整个装置的最后一个环节，也是最重要的环节。能够对用激光器所发出光斑的位移量的进行获取并且进行微位移的计算，而且准确度是很高的。所以，微位移的光学测试以及装置的设定，让测试变得简单和准确。利用光学位移的测试方法，可以简化微位移的测试装置，而且还可以实现微位移测试的准确度，这对于我国航天以及其他行业的快速发展和成本的控制十分的重要，因此，应该重视光学测试方法和装置。因此，应该推广使用微位移光学测试的方法。

3 结束语

通过详细的分析可以了解到，以光学测试为主的装置，主要有四部分构成，第一是对杠杆的选择，选择合适的杠杆，可以作为微位移的输入端，第二部分则是投影面的选择，第三部分，则是对光斑位移的测定装置进行分析，第三则是进行激光器的定位。因此，通过这三部分的构成，可以形成一个完整的微位移的测量装置和系统，可以实现对微位移的光学测量，而且测量的准确性是很高的，这对于提高某些设备的精准度十分的重要，可以有效的降低了微位移的测试成本，提高测量的效率。

参考文献

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作者简介

王予峰（1977-），男，甘肃省天水市人。硕士学历。现为中国空空导弹研究院部长，高工职称。研究方向为综合保障。

作者单位

中国空空导弹研究院 河南省洛阳市 471099