用干涉仪检定二等量块的分析
利用光波干涉原理制成的测量仪器称为干涉仪,在长度计量中应用比较广泛。本文结合仪器原理特点,探索分析用其能检定二等量块的原因,从而扩大仪器在实际工作中的应用范围。
1分度值误差对测量精度的影响
干涉仪的分度值不是固定的,可根据需要来调节,分度值定得正确与否是直接影响测量精度的,所以每次测量前都必须仔细地调节分度值,并认真校对。定分度值按下式计算:
由上式可知:分度值L的准确性取决于两个因素,首先是所用的干涉滤光片波长久的精度;其次是n的准确性,也就是在定分度值时使K个干涉带间隔和刻度尺上n格的对准程度,对上式进行全微分
一般,对这种误差是应用均方误差来处理
这公式表示了分度值的误差。由于分度值的误差而引起测量值的误差Q1,用下式表示
式中:n—在测量时所用刻度尺的格数。
为使测量时的n和定分度值所用的几相区别,这里用。定来表示定分度值的。,将di之值即((1.3)式代人有:
式中第一项是由于波长λ的不正确而引起的,波长误差dλ除了波长的测定误差△λ以外,还有如干涉滤光片的安装位置、温度、湿度、大气压等都会引起波长几的变化。干涉滤光片的波长久与人射光线的方向有关,也就是说由仪器上的照明灯发出的光线,经聚光镜后变为一组近似于平行的光线,这组平行光线在进人干涉滤光片时,由于人射方向不同,其波长会有变化,从上光厂生产的仪器所附MgF2薄膜干涉滤光片来看,根据干涉原理:
式中:m—干涉级数(整数)
n介—MgF2的折射率
d— MgF2薄膜厚度
Φ介—在薄膜中光线与薄膜平面的不垂直度。
从公式可见,波长入与Φ角有关。一般干涉滤光片上所标志的波长值是指Φ介=0的波长值。即:
但在实际使用中,光源灯是需要调节的,更换灯泡后也需调整。所以在一般情况下Φ介不等于0。所以会引起波长的变化,波长误差dλ为:
根据光线折射公式
由上述计算说明,光源位置调整的好坏对波长的数值是有影响的,至于其它诸因素的影响很复杂,也无法计算或用一种公式表示。因此,以波长测定误差△λ为基数,而将其它诸因素的影响考虑到系数中。把这些数据代人(1.5)式中第一项得:
1.5)式中第二项是在定分度值时,n定定得不正确所产生的。在定分度值时需要K个干涉带间隔对准刻尺上的n定格,即以第一根干涉带对准分划板上某一刻度,而第(K十1)根干涉带是对准在与第一个刻度相距n}格的位置上,在绝大多数情况下其rz定不是整数,所以(K+1)根干涉带不是恰好对准在刻度尺的某一刻度上。这样就要估计,其估计就会带来较大的误差,这估计误差还与干涉带的宽度及分度有关。
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