Thiết bị xác định sự khác biệt bitLà thiết bị cốt lõi trong lĩnh vực kiểm tra quang học, sản xuất chính xác, độ chính xác đo lường của nó trực tiếp quyết định độ tin cậy của đánh giá chất lượng sản phẩm. Thiết bị này thực hiện đo lường chính xác bằng cách phân tích sự thay đổi pha của tín hiệu ánh sáng sau khi đối tượng được đo, và các yếu tố như nhiệt độ môi trường xung quanh, rung động và ổn định nguồn sáng dễ dàng can thiệp vào việc truyền tín hiệu ánh sáng và nhận dạng pha, dẫn đến lỗi đo lường. Hệ thống sau đây tháo gỡ các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo và đưa ra một sơ đồ điều khiển nhắm mục tiêu để cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho việc phát hiện độ chính xác cao.

Biến động nhiệt độ môi trường là nguồn lỗi phổ biến nhất và lõi ảnh hưởng đến sự ổn định của các thành phần quang học và cấu trúc cơ học. Các thành phần cốt lõi của thiết bị xác định sự khác biệt vị trí (chẳng hạn như tấm phân cực, tấm sóng, giao thoa kính) chủ yếu là vật liệu thủy tinh quang học, chỉ số khúc xạ của nó dao động tuyến tính với nhiệt độ - mỗi thay đổi nhiệt độ 1 ℃, độ lệch chỉ số khúc xạ của kính quang học thông thường là khoảng 1 × 10 ⁵, trực tiếp dẫn đến độ lệch tính toán pha. Đồng thời, cấu trúc hỗ trợ cơ học của thiết bị sẽ tạo ra một biến dạng nhỏ do sự giãn nở và co lại nhiệt, làm cho đường quang học bị lệch, đặc biệt là khi nhiệt độ thay đổi hơn 5 ℃, độ lệch đồng trục của đường quang có thể vượt quá 0,1mm, gây ra lỗi đo đáng kể. Chiến lược điều khiển yêu cầu sử dụng chương trình kép "kiểm soát nhiệt độ chủ động+cách nhiệt thụ động": đặt thiết bị trong phòng thí nghiệm nhiệt độ không đổi (kiểm soát nhiệt độ ở 20 ± 0,5 ° C), được trang bị hệ thống điều hòa không khí chính xác cao; Cơ thể thiết bị được trang bị một tấm chắn nhiệt, các thành phần quang học quan trọng sử dụng vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt thấp (chẳng hạn như thủy tinh thạch anh), làm giảm ảnh hưởng của nhiệt độ đối với hiệu suất của phần tử.

Rung động cơ học có thể phá vỡ sự ổn định của đường dẫn ánh sáng và gây rối loạn thu thập tín hiệu pha. Các nguồn rung động bao gồm rung động mặt đất, rung động hoạt động của thiết bị và nhiễu loạn môi trường, ngay cả khi biên độ chỉ là micron, sẽ làm lệch vị trí tương đối của các thành phần quang học, gây ra dao động quang sai. Đối với rung tần số cao (chẳng hạn như rung 10-100Hz được tạo ra bởi hoạt động của thiết bị hội thảo), có thể gây nhiễu định kỳ tín hiệu pha; Rung động tần số thấp (chẳng hạn như rung động 1-5Hz do người đi bộ xung quanh) dễ gây ra sự trôi dạt dữ liệu đo lường. Các biện pháp đối phó cần bắt đầu từ "cách ly rung+tối ưu hóa cấu trúc": cài đặt thiết bị trên nền tảng cách ly rung nổi, hấp thụ hơn 90% rung động mặt đất thông qua đệm khí; Các thành phần quang học cốt lõi bên trong thiết bị được cố định bằng cách giảm xóc đàn hồi để giảm truyền rung hoạt động của chính nó; Trong môi trường rung động cao (chẳng hạn như trang web của hội thảo), các cơ sở chống sốc được bổ sung và các khu vực cách ly rung được xác định để tránh ảnh hưởng nhiễu loạn bên ngoài.

Độ ổn định của nguồn sáng trực tiếp xác định độ chính xác cơ bản của phép đo pha, dao động cường độ và sự trôi dạt bước sóng của nó gây ra lỗi. Việc xác định sự khác biệt vị trí dựa trên tín hiệu ánh sáng ổn định của nguồn sáng đơn sắc, nếu cường độ nguồn sáng dao động hơn 5%, nó sẽ dẫn đến biên độ tín hiệu nhận được bởi máy dò quang điện không ổn định, lỗi ngẫu nhiên xảy ra khi tính toán pha; Và sự trôi dạt bước sóng (chẳng hạn như sự dịch chuyển đỏ của bước sóng do nhiệt độ laser bán dẫn tăng) làm thay đổi đặc tính truyền ánh sáng, và đối với các phép đo chính xác cao (chẳng hạn như phát hiện chênh lệch pha ở cấp độ nano), độ lệch tính toán pha 0,5π có thể được bắt đầu cho mỗi bước sóng 0,1nm trôi dạt. Đề án điều khiển cần chọn "nguồn sáng công suất ổn định tần số ổn định" và hệ thống hiệu chuẩn phù hợp: ưu tiên sử dụng laser helium-neon với bù nhiệt độ hoặc laser tần số ổn định bán dẫn để đảm bảo độ ổn định bước sóng ≤0,01nm/h; Mô-đun nguồn sáng được trang bị thiết bị điều chỉnh phản hồi công suất, điều khiển dao động cường độ trong vòng 2%; Các bước sóng của nguồn sáng được hiệu chỉnh thường xuyên bằng cách sử dụng các tấm sóng tiêu chuẩn ít nhất một lần một tháng.

Ngoài các yếu tố cốt lo@@ ̃i trên, trạng thái của vật thể được đo và độ chính xác chuẩn chỉnh của thiết bị cũng không thể bỏ qua. Sự sạch sẽ của bề mặt của đối tượng được thử nghiệm (ví dụ: vết dầu, bụi) có thể gây ra sự tán xạ tín hiệu ánh sáng, ảnh hưởng đến việc xác định pha; Biến dạng nhỏ của một vật thể (chẳng hạn như uốn cong trọng lượng của một mẫu flake) làm thay đổi sự khác biệt về độ sáng thực tế. Về mặt thiết bị, sự lão hóa của các thành phần quang học (chẳng hạn như giảm tỷ lệ tiêu thụ phân cực), trôi dạt phản ứng của máy dò quang điện, tất cả sẽ làm giảm độ chính xác của phép đo. Do đó, cần thiết lập cơ chế "tiền xử lý mẫu+hiệu chuẩn định kỳ": làm sạch bề mặt của đối tượng được kiểm tra trước khi đo, sử dụng kẹp đặc biệt để cố định mẫu dễ biến dạng; Thiết bị được hiệu chuẩn đầy đủ mỗi quý bằng cách sử dụng mẫu pha tiêu chuẩn, đảm bảo lỗi hệ thống ≤ 0,01 π.

Kiểm soát độ chính xác của thiết bị xác định sự khác biệt bit là quá trình "kiểm soát hợp tác nhiều yếu tố". Nó cần phải được dựa trên kiểm soát môi trường, với sự ổn định của nguồn sáng và hệ thống cơ khí làm cốt lõi, hợp tác với cơ chế hiệu chuẩn hoàn hảo. Các doanh nghiệp trong việc sử dụng nên kết hợp với kịch bản ứng dụng của chính họ (chẳng hạn như thử nghiệm chính xác trong phòng thí nghiệm hoặc thử nghiệm tại chỗ xưởng), để phát triển các chương trình bảo đảm độ chính xác mục tiêu, nếu cần thiết, các nhà sản xuất thiết bị chung để tối ưu hóa tùy chỉnh, để đảm bảo dữ liệu đo lường chính xác và đáng tin cậy, để cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho nghiên cứu và phát triển sản phẩm và kiểm soát chất lượng.