基于激光干涉的位移传感器自动化校准装置

陈 爽，彭希锋

(中国工程物理研究院计量测试中心，四川绵阳 621900)

0 引言

随着测控技术的发展，越来越多的位移传感器应用到基础科研生产中。根据JJF 1305—2011《线位移传感器校准规范》，其校准过程复杂，测量准确度要求较高[1]。因此，针对位移传感器校准技术，中国一航的韩清华等利用光栅尺、导轨等建立了校准装置，装置的不确定度为(0.01+0.1L)mm[2]。南京航空航天大学的曾建华等利用测长仪、数字多用表及数采装置搭建了校准系统，编制了校准软件[3]；北京304所的唐志峰等研制了位移传感器全自动校准装置，并进行了实验验证，测量不确定度为(0.5+2L)μm[4]；荷兰艾恩霍芬科技大学的Wetzels基于法布里-珀罗干涉仪，研制了高准确度校准装置，该装置在300 μm的测量范围内的不确定度达到了0.5 nm，分辨力达到了0.1 nm[5]。但以上装置或方法，在测量效率、测量范围、测量准确度及不确定度分析的科学性上依然存在一定的局限性。

因此，本文基于激光干涉仪研制了一种位移传感器自动校准装置。基于校准方案、环境条件等因素，对其测量不确定度进行了分析，提高了校准效率及准确度，同时保证了测量不确定度分析过程更加合理。

1 硬件组成

1.1 组成及原理

位移传感器校准装置的结构组成主要包括：激光干涉仪、驱动及定位单元、控制及数据采集单元等。激光干涉仪提供高准确度的位置反馈信号，通过驱动及定位控制单元实现全自动准确定位，最终通过数据采集系统单元，实现位移传感器输出信号的自动采集及处理。……