分析了激光干涉系统的原理,给出了长度测量的计算公式,基于我们研制的测长仪讨论了仪器的设计要点,介绍了一种典型应用--数控机床的精度检定.

提出一种外差干涉非线性误差修正方法,采用混频技术将光频信号降低到通用数据采集系统频率响应范围内;采用高速数据采集板实现外差干涉测量信号和参考信号双通道同步实时采集;对采集数据进行光滑处理,滤除高阶非线性误差;解出位移量对应的相位差.试验结果表明,所提出的修正方法可以较好地修正双频激光干涉仪中存在的非线性误差,使外差干涉仪测量不确定度由原来的20nm降低到10nm.

分析了现有坐标测量机精度检定的方法,设计了基于双频激光干涉仪为测量基准的三坐标测量机测量不确定度检定系统,给出了检定过程中测量数据的处理方法和测量不确定度的表达式.该系统利用高精度的直线静导轨和动导轨的组合可快速方便地实现三坐标测量机单轴和测量空间内测量不确定度的检定.

在介绍双频激光干涉仪工作原理的基础上，给出程控倍频计数器系统总体设计图，详细论述了基于NE564程控倍频模块和双通道缓冲连续计数模块的硬件设计，实现了按键控制对输入信号进行2、4、8、16四种倍频处理，并对输入信号连续计数，硬件求出频差，通过单片机计算将最终测量结果显示到液晶屏上。最后用实验验证程控倍频计数器特性。

叙述了双频激光干涉仪在精密和超精密测长技术领域中的应用，讨论了双频激光干涉仪所涉及的关键技术，提出了在应用中需要进行的误差处理，目的是提高在精密和超精密测长应用中的测量精度。

建立了ＨＰ５５２８Ａ双频激光干涉仪的动态误差模型，根据模型可补偿动态误差，使ＨＰ５５２８Ａ双频激光干涉仪可用于测量高速运动物体的位移。

要制作尺寸达200mm×200mm、最小线宽为1μm的二元光学元件,设备传动系统必须满足大行程、亚微米级定位精度的需求.通过比较滚珠丝杠传动、直线电机传动及摩擦传动的优缺点,提出了采用滚珠丝杠驱动气体静压导轨实现粗定位、压电陶瓷驱动柔性铰链实现精确定位、用高精度光栅尺实现闭环反馈控制的技术方案.对导轨刚度及固有频率、丝杠刚度及固有频率、柔性铰链的转角刚度、光栅尺的反馈误差等影响系统精度的主要因素进行了分析.HP5528A双频激光干涉仪的检测结果表明传动系统位移灵敏度达到了0.03μm,定位精度小于0.20μm/100mm.

提出了对三坐标测量机X向位置偏差δX(X)测量不确定度评定的一种模式,测量仪器采用了双频激光干涉仪.在数学模型的建立过程中充分考虑了δX(X)的溯源性,数学模型主要反映了三坐标测量机X向温度偏离20℃对测量值的影响.在不确定度传播律中较好的解决了各不确定度来源项对合成标准不确定度的贡献途径问题.在结论中讨论了u(δXX)的量值传递问题并提出了减小u(δXX)的对策.