基于雙光柵的細絲直徑測量系統(tǒng)研究.pdf

1、微米量級細絲直徑的測量在實驗室研究以及微型加工工藝中具有特別重要的意義，尤其是在微型機械、生物儀器、光電加工、紡織等不同領域產品的行業(yè)中，許多場合要求對微米量級細絲進行精確的測量。
　　本文在查閱大量國內外文獻的基礎上，以提高細絲直徑的測量精度為目的，主要完成了以下幾個部分的工作:
　　一、提出了一種全新的雙光柵測徑方法。在衍射測徑系統(tǒng)之后加入高密度光柵對細絲衍射譜進行二次衍射，充分利用光柵的細分放大性能，放大了所需測量的級

2、次間距，以提高測量的精度。
　　二、闡述了對線陣相機所測得的衍射譜初始信號的處理方法。使用基于巴特沃斯低通濾波器的零相位濾波器對初始信號進行濾波，通過測定衍射譜對應的傅里葉空間頻譜中的極值來自適應地確定濾波器截止頻率;通過對初始極值點附近的數據進行兩次二次擬合得到亮暗級次的精確位置;在使用所測級次間距計算細絲直徑的數值方法中，選擇收斂速度更快的牛頓迭代法。
　　三、介紹了實際搭建的實驗系統(tǒng)裝置，并根據裝置中的固定參數確定其他

3、設計參數。根據夫瑯禾費近似條件確定裝置中的衍射距離，并使用標準光柵測量標準細絲到光柵和光柵到線陣相機的距離;根據衍射距離選擇細絲衍射級次m和光柵衍射級次n;設計了濾波片的尺寸和開口寬度。
　　四、使用所設計的裝置在相同的條件下分別使用雙光柵衍射法和經典衍射法對實際直徑為100.2、120.1和140.8μm的三個標準細絲進行測量和比較，雙光柵衍射法測量的結果分別為99.5、121.0、141.6μm，經典衍射法測量的結果分別為10