You need to upgrade your Flash Player
Федеральный информационный фонд
Калибровочные возможности
Проекты для промышленности
Деятельность
Инфраструктура нанотехнологий
Законодательная метрология
Задай вопрос метрологу
 
 
Контактный профилометр с привязкой к длине волны стабилизированного лазерного излучения

 

Описание

В контактной профилометрии привязка к первичному эталону осуществляется через длину волны лазерных источников света в интерферометрах Майкельсона, установленных вдоль координатных осей средства измерений.

Программно-аппаратное сочетание лазерного интерферометра и профилометра «Talystep» позволяет осуществить привязку к длине волны λ стабилизированного лазерного излучения и таким образом обеспечить единство измерений в нанометровом диапазоне. В профилометре измерительный зонд касается поверхности и сканирует её при измерении профиля поверхности.

На сканирующем устройстве профилометра дополнительно размещается компактный лазерный интерферометр.

Фотография лазерного интерферометра, размещенного на сканирующем устройстве профилометра приведена на рисунке.

Измерение перемещения зонда производится с помощью дополнительного зеркала, расположенного на держателе зонда.

contprofilometr1

Лазерный интерферометр, размещенный на сканирующем устройстве профилометра.

В измерительном комплексе используется специально разработанный полупроводниковый лазер с длиной волны 0.85 мкм, обеспечивающий стабильность излучения и сопряжение по спектральному диапазону с фотоприемным устройством интерферометра.

Обработка информации результатов измерений в интерферометре Майкельсона производилась на основе измерений относительного смещения 2-х мерных интерферограмм. В результате количество данных измерений матричного фотоприемника, используемых для вычисления фазового сдвига, возрастает (по сравнению с обычным методом) обработки более чем в 1000 раз, что приводит к многократному уменьшению погрешности результатов измерений.

Метод вычисления фазового сдвига излучения отраженного от зеркала расположенного на перемещаемом объекте по результатам обработки 2-х мерных интерферограмм не зависит от амплитуды лазерного излучения. В результате погрешность используемого метода измерений (ограничиваемая уровнем шумов фотоприемной матрицы, разрядностью аналого-цифровых преобразователей) не превышает 0.1нм.

На измерительном комплексе проводилась калибровка мер с изменяемой геометрией (при вертикальном и горизонтальном перемещениях).

Приведенные экспериментальные исследования контактного профилометра на наборе мер нанометрового диапазона показали, что он обеспечивает измерения параметров шероховатости с неопределенностью 10-9 м, декларированной в техническом задании проекта.

Действие прибора основано на принципе ощупывания неровностей исследуемой поверхности алмазной иглой щупа и преобразования, возникающих при этом механических колебаний щупа в изменения напряжения, пропорциональные этим колебаниям, которые усиливаются и преобразуются электронным блоком с последующей оцифровкой данных. Данные обрабатываются специальным программным обеспечением, позволяющем производить расчет, как ряда, так и отдельно выбранных параметров. Результаты могут быть представлены в графическом виде и выведены на принтер.

 

Область применения

Прибор TALYSTEP, предназначен для измерения параметров шероховатости поверхности, а также для исследования микрогеометрии поверхностей.

Технические характеристики и рабочие условия применения

 

Основные технические характеристики Рабочие условия применения
Измеряемые параметры шероховатости Ra , Rv , Rmax ,Rp, Rt, Sm, S, Pa, Pv, Pp, Pt Температура окружающей среды, 0С 15 - 30
Разрешение, нм 0,5
Диапазон измерения, нм 30 ÷ 12 000
Изменение температуры окружающей среды в процессе работы не более, 0С 0,1
Измерительное усилие, мкН 10÷300
Длина участка измерения, мм ±1 Относительная влажность, не более, % 80
Радиус кривизны щупа, мкм
конический
пирамидальный

12,5
0,1
Предел систематической составляющей основной погрешности по параметру Ra % 3
Частота возмущающих вибраций при амплитуде колебаний не более 1 мкм не более 10 Гц
Предел случайной составляющей основной погрешности по параметру Ra % 0,3
Скорость перемещения щупа, мкм/с
50Hz
60Hz

2,5; 25; 100
3; 30; 120
Неопределенность измерений, нм 0,6
Тип датчика интерференционный
Питание, В 190 - 260
Частота, Hz 50 - 60
Габаритные размеры, мм 635х485х550
Масса, кг 60