激光卡尺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种卡尺，特别涉及一种激光卡尺。
【背景技术】
[0002]游标卡尺是一种测量长度、内外径和深度的量具。游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。游标卡尺的主尺和游标尺上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪。内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。测量时，量值的整数部分从主尺上读出，小数部分从游标尺上读出。游标的原理是利用主尺上的刻线间距(简称线距)和游标尺上的线距之差来读出小数部分。
[0003]现有技术中的游标卡尺有0.02mm,0.05mm和0.1mm三种不同测量精度的最小读数值，可以满足一般的长度测量的精度要求。但是，对于精度要求较高的长度测量则不能胜任。
【发明内容】
[0004]本发明要解决现有技术中的卡尺测量精度不够高技术问题，提供一种测量精度高的激光卡尺。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下:
[0006]一种激光卡尺，包括:干涉组件，动镜以及夹具；
[0007]所述干涉组件可对经过所述动镜反射的光进行干涉，干涉条纹可随动镜在光路上平移而连续规律的变化；
[0008]所述夹具包括活动座和固定座；所述动镜设置于所述活动座上；
[0009]所述活动座通过多个固定螺栓与所述固定座相连；
[0010]待测物品可被分别设置在所述活动座和所述固定座上的顶块顶紧；
[0011]所述活动座可随待测物品长度的变化，而在光路上平移。
[0012]在上述技术方案中，所述干涉组件包括:定镜、分束镜、补偿板、光源；
[0013]从所述光源发出的一束光，可在所述分束镜的半反射面上分为反射光束和透射光束；
[0014]所述透射光束经过所述补偿板射向所述定镜，并可经所述定镜反射后再穿过所述补偿板，再在所述分束镜上发生反射；
[0015]所述反射光束射向所述动镜，可经所述动镜反射后再穿过所述分束镜，然后可与经过所述分束镜反射的所述透射光束发生干涉。
[0016]在上述技术方案中，每个所述固定螺栓的顶端设有将所述活动座压紧的压紧螺母，所述压紧螺母与所述活动座之间设有弹簧。
[0017]在上述技术方案中，所述固定螺栓的数量为4个。
[0018]在上述技术方案中，所述顶块的材料为石英玻璃。
[0019]在上述技术方案中，所述夹具内还设有一个用来托住待测物品的托板。
[0020]在上述技术方案中，在两个所述顶块的上部分别设有一个适合于待测物品平稳滑下并落在托板上的坡面。
[0021]本发明具有以下的有益效果:
[0022]本发明的激光卡尺，可利用干涉条纹的变化量与动镜的移动量的对应关系，求出待测物品的长度或者长度变化量。
[0023]本发明的测量误差可小于0.0005mm。
[0024]本发明的测量精度比螺旋测微器(千分尺)高一个量级。而螺旋测微器的量程仅为25mm。本发明的量程可达200mm以上。
【附图说明】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0026]图1为本发明的激光卡尺的结构示意图。
[0027]图2为图1所示的激光卡尺的局部放大示意图。
[0028]图3为图2所示的激光卡尺的剖面结构示意图。
[0029]图中的附图标记表示为:
[0030]1-动镜；21_固定螺栓；22_压紧螺母；23_弹簧；3_活动座；4_固定座；
[0031]5、8_顶块；7-待测金属棒；9_分束镜；10-补偿板；11_定镜；12_底座；
[0032]13-托板；51、81-坡面。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明做以详细说明。
[0034]如图1-3所示，一种激光卡尺，包括设置在底座12上的:动镜1、定镜11、分束镜9、补偿板10、光源以及夹具；所述动镜I和所述定镜11为相互垂直的平面镜；所述分束镜9和补偿板10为相互平行的平面玻璃板，与动镜I和定镜11均成45°角；所述分束镜9的一个表面镀有半反射金属膜；从所述光源发出的一束光，可在所述分束镜9的半反射面上分为反射光束和透射光束；所述透射光束经过所述补偿板10射向所述定镜11，并可经所述定镜11反射后再穿过所述补偿板10，再在所述分束镜9上发生反射；所述反射光束射向所述动镜1，可经所述动镜I反射后再穿过所述分束镜9，然后可与经过所述分束镜9反射的所述透射光束发生干涉。
[0035]所述夹具包括活动座3和固定座4 ;所述动镜I设置于所述活动座3上；所述活动座3通过4个固定螺栓21与所述固定座4相连；待测物品可被分别设置在所述活动座3和所述固定座4上的顶块5和顶块8顶紧。所述夹具内还设有一个用来托住待测金属棒7的托板13。在顶块5和顶块8的上部分别设有一个适合于待测金属棒7平稳滑下并落在托板13上的坡面51和坡面81。两个所述顶块的材料均为石英玻璃。每个所述固定螺栓21的顶端设有可将所述活动座3压紧的压紧螺母22，所述压紧螺母22与所述活动座3之间设有弹費23。
[0036]应用本发明的激光卡尺可以进行长度测量，下面通过不同的实施例来分别说明。
[0037]实施例1已知光源发出的光的波长λ为500.0nm，测量待测金属棒的长度I。
[0038]将分别设置在所述活动座3和所述固定座4上的顶块5、顶块8顶紧；逐步拉开顶块5和顶块8，并保持观察干涉条纹的变化情况，直到待测金属棒7落入顶块5和顶块8之间，被托板13托住，使顶块5和顶块8将待测金属棒7的长度的两端夹紧。这时，记录干涉条纹的总变化数量Ak = 330，OOOo
[0039]根据Itl= Δ k λ /2，计算得到待测金属棒的长度I (!为82.500mm。
[0040]实施例2已知光源发出的光的波长λ为600.0nm,测量待测金属棒的直径D
[0041]将分别设置在所述活动座3和所述固定座4上的顶块5、顶块8顶紧；逐步拉开顶块5和顶块8，并保持观察干涉条纹的变化情况，直到待测金属棒7落入顶块5和顶块8之间，被托板13托住，使顶块5和顶块8将待测金属棒7的直径的两端夹紧。这时，记录干涉条纹的总变化数量Ak= 110,000ο
[0042]根据D= Δ k λ /2，计算得到待测金属棒的直径D = 33.000mm。
[0043]实施例3测量线胀系数K
[0044]将长度为Itl的待测金属棒7分别以顶块5和顶块8顶紧；
[0045]观察干涉条纹的图案；
[0046]改变夹具内的温度T，由20°C升温到100°C ;同时记录干涉条纹图案的总变化数量Δ k ;
[0047]依据Δ I (T) = Ak λ/2 ; K = Δ I (T)/1。，计算得到线胀系数κ ;其中，Δ I (T)为待测金属棒7的长度随温度变化的变化量，λ为激光波长。
[0048]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种激光卡尺，其特征在于，包括:干涉组件，动镜(I)以及夹具； 所述干涉组件可对经过所述动镜(I)反射的光进行干涉，干涉条纹可随动镜(I)在光路上平移而连续规律的变化； 所述夹具包括活动座(3)和固定座(4);所述动镜(I)设置于所述活动座(3)上； 所述活动座(3)通过多个固定螺栓(21)与所述固定座(4)相连； 待测物品可被分别设置在所述活动座(3)和所述固定座(4)上的顶块(5、8)顶紧； 所述活动座(3)可随待测物品长度的变化，而在光路上平移。2.根据权利要求1所述的激光卡尺，其特征在于，所述干涉组件包括:定镜(11)、分束镜(9)、补偿板(10)、光源； 从所述光源发出的一束光，可在所述分束镜(9)的半反射面上分为反射光束和透射光束； 所述透射光束经过所述补偿板(10)射向所述定镜(11)，并可经所述定镜(11)反射后再穿过所述补偿板(10)，再在所述分束镜(9)上发生反射； 所述反射光束射向所述动镜(I)，可经所述动镜(I)反射后再穿过所述分束镜(9)，然后可与经过所述分束镜(9)反射的所述透射光束发生干涉。3.根据权利要求1所述的激光卡尺，其特征在于，每个所述固定螺栓(21)的顶端设有将所述活动座(3)压紧的压紧螺母(22)，所述压紧螺母(22)与所述活动座(3)之间设有弹簧(23)。4.根据权利要求1所述的激光卡尺，其特征在于，所述固定螺栓(21)的数量为4个。5.根据权利要求1所述的激光卡尺，其特征在于，所述顶块(5、8)的材料为石英玻璃。6.根据权利要求1所述的激光卡尺，其特征在于，所述夹具内还设有一个用来托住待测物品的托板(13)。7.根据权利要求6所述的激光卡尺，其特征在于，在两个所述顶块(5、8)的上部分别设有一个适合于待测物品平稳滑下并落在托板(13)上的坡面(51、81)。
【专利摘要】本发明涉及一种激光卡尺，包括：干涉组件，动镜以及夹具；所述干涉组件可对经过所述动镜反射的光进行干涉，干涉条纹可随动镜在光路上平移而连续规律的变化；所述夹具包括活动座和固定座；所述动镜设置于所述活动座上；所述活动座通过多个固定螺栓与所述固定座相连；待测物品可被分别设置在所述活动座和所述固定座上的顶块顶紧；所述活动座可随待测物品长度的变化，而在光路上平移。本发明的激光卡尺，可利用干涉条纹的变化量与动镜的移动量的对应关系，求出待测物品的长度或者长度变化量。本发明的量程可达200mm以上；测量误差可小于0.0005mm。
【IPC分类】G01B11/08, G01B11/02, G01N25/16
【公开号】CN104976957
【申请号】CN201510381949
【发明人】王文全, 朱坤博, 韩力, 刘春杰, 刘铁成
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月2日