位移传感器光谱共焦选择

光谱共焦传感器使用复色光作为光源 ，可以实现微米级精度的漫反射或镜反射被测物体测量功能。此外，光谱共焦位移传感器还可以实现对透明物体的单向厚度测量，其光源和接收光镜为同轴结构，避免光路遮挡，适用于直径4.5mm及以上的孔和凹槽的内部结构测量。在测量透明物体的位移时，由于被测物体的上下两个表面都会反射，传感器接收到的位移信号是通过其上表面计算出来的，可能会引起一定误差。本文分析了平行平板位移测量误差的来源和影响因素。光谱共焦技术的研究和应用将推动中国科技事业的发展；位移传感器光谱共焦选择

光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的结合。白色光源和光谱仪可以完成一个相对高度范围的准确测量。光谱共焦位移传感器的准确测量原理如图1所示。在光纤和超色差镜片的帮助下，产生一系列连续而不重合的可见光聚焦点。当待测物体放置在检测范围内时，只有一种光波长能够聚焦在待测物表面并反射回来，产生波峰信号。其他波长将失去对焦。使用干涉仪的校准信息可以计算待测物体的位置，并创建对应于光谱峰处波长偏移的编码。超色差镜片通过提高纵向色差，可以在径向分离出电子光学信号的不同光谱成分，因此，是传感器的关键部件，其设计方案非常重要。智能光谱共焦信赖推荐光谱共焦位移传感器的测量精度和稳定性受到光源、光谱仪和探测器等因素的影响。

光谱共焦传感器如何工作？共焦色度测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差（像差）将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差（特定距离）。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪，该光谱仪检测并处理光谱变化。在整个传感器的测量范围内，实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸 ，通常 <10 µm。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面，以及测量窄孔、小间隙和空腔。

采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核，图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。从图中可以看出，二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮廓信息存在一定的偏差 ，原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。图5(b)是靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线，从图中可以看出，在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，当模数大于100时，白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据，这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。光谱共焦位移传感器可以实时监测材料的变化情况，对于研究材料的力学性能具有重要意义。

光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低以及高分辨率等特点，已成为工业测量的热门传感器，在生物医学 、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量和3C电子等领域广泛应用。本次测量场景采用了创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025 µm的重复精度、±0.02%的线性精度、30kHz的采样速度和±60°的测量角度，适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网和模拟量的数据传输接口。该技术可以采集样品不同深度处的光谱信息进行测量。怎样选择光谱共焦传感器精度

光谱共焦技术在汽车制造中可以用于零件的精度检测和测量。位移传感器光谱共焦选择

在实践中，光谱共焦位移传感器可用于很多方面，如：利用独特的光谱共焦测量原理，凭借一只探头就可以实现对玻璃等透明材料进行精确的单向厚度测量。透明材料上表面及下表面都会形成不同波长反射光，通过计算可得出透明材料厚度。光谱共焦位移传感器有效监控药剂盘以及铝塑泡罩包装的填充量。可以使传感器完成对被测表面的精确扫描，实现纳米级的分辨率。光谱共焦传感器可以单向对试剂瓶的壁厚进行测量,而且对瓶壁没有压力。可通过设计转向反射镜实现孔壁的结构检测及凹槽深度的测盘。（创视智能已推出了90°侧向出光版本探头，可以直接进行深孔和凹槽的测量）光谱共焦传感器用于层和玻璃间隙测且，以确定单层玻璃之间的间隙厚度 。位移传感器光谱共焦选择