激光量块干涉测量中传感器的应用和校准

　　高等级量块采用德国ZEISS公司柯氏干涉仪进行绝对测量己有几十年历史。该干涉仪使用氛灯作为光源和!长度测量的基准。而目前，以稳频He-Ne激光的波长作为光源和长度测量基准的激光量块干涉仪己在高等级量块的测量中得到广泛应用，其数学模型与柯氏干涉仪所使用的模型相同。

　　测量量块中心长度相对于量块标称长度的偏差e的基木数学模型如公式(1)所示:

式中:C_o——由干涉条纹小数重合方式直接测得的测量状态卜被测量块对其标称民度的偏差;

　　C_l——民度测量时环境温度、大气压力和湿度偏离标准状态卜被测量块民度对其标称民度的偏差;

　　C₂——民度测量时，山于被测量块温度偏离20} C所应引入的修正量;

　　C₃一一民度测量时，山于与被测量块相研合辅助而的材料、表而质量与量块不同所应引入的修正量;

　　Cy——民度测量时，山于进光隙缝不是位于光轴焦平而上严格的几何点光源而应引入的修正甲。

　　从以上数学模型中可见，在量块干涉测量中，温度、湿度及气压等环境参数的变化对量块测量不确定度的影响主要有两个方而:

　　a)量块在某温度状态下测得的民度必须换算到20℃状态卜的民度。

　　b)温度、湿度以及气压的变化会泞致空气折射率的变化，从而引起光波波民的变化。

　　因此，提高量块测量的准确度，必须保持温度的恒定Jl二提高温度、湿度和气压测量的准确度。

　　在柯氏干涉仪中，温度、湿度和气压测量仪器分别为弯管水银温度计、动槽式气压计和电动通风湿度计。这些仪器的分辨率和测量准确度较低，而日‘都是人工操作，目视读数。

　　随着科学技术的发展，测量的自动化程度日益提高，传统的目视测量仪器正被传感器所代替。在上海市计量测试技术研究院研制的双波民激光量块干涉仪中，采用温度、湿度和气压传感器实时采集环境参数并直接输入计算机，通过Edlen验公式对量块测量结果进行实时修正。另外，山于热膨胀系数的影响，也需要实测量块的温度，以便当量块温度偏离20℃时对测量结果进行修正。

　　有多种传感器可供选择。本文仅介绍在双波民激光量块干涉仪中所使用的温度、湿度和气压传感器的性能、技术指标、与计算机的通讯及其校准方法。

　　1温度传感器

　　温度自动测量系统山温度测量主机、两个铂电阻和计算机组成。温度测量主机山美国Hart Scientific有限公司生产的1560型和2560型模块组成，它包括基木的控制器和液晶显示窗口等附加的组件。