波長(zhǎng)補(bǔ)償
激光速度和波長(zhǎng)取決于光束經(jīng)過(guò)的空氣的折射率。空氣折射率主要隨氣溫、壓力和相對(duì)濕度的變化而變化。如果不對(duì)波長(zhǎng)的變化進(jìn)行補(bǔ)償，激光線性測(cè)量誤差可能達(dá)到 50 ppm。測(cè)量俯仰、扭擺或直線度時(shí)，通常不使用補(bǔ)償。
使用波長(zhǎng)補(bǔ)償
若不使用波長(zhǎng)補(bǔ)償，在大氣中采用激光干涉法進(jìn)行線性距離測(cè)量不會(huì)準(zhǔn)確。即使在溫控室內(nèi)，日常的空氣壓力變化也可能使波長(zhǎng)變化達(dá) 20 ppm 以上。大多數(shù)激光系統(tǒng)，或提供手動(dòng)或提供自動(dòng)的補(bǔ)償功能，取決于其不同制造商，該功能叫作“環(huán)境、波長(zhǎng)或 VOL（光速）補(bǔ)償”。要在大氣中用激光干涉儀實(shí)現(xiàn)精確的線性測(cè)量，必須使用此功能。
自動(dòng)波長(zhǎng)補(bǔ)償
大部分激光系統(tǒng)使用傳感器測(cè)量氣溫、氣壓和濕度， 然后通過(guò)埃德倫公式計(jì)算空氣的折射率（及激光波長(zhǎng)）。有些激光系統(tǒng)使用空氣折射計(jì)直接測(cè)量折射率。這樣，激光讀數(shù)自動(dòng)得到調(diào)整，對(duì)激光波長(zhǎng)的任何變化進(jìn)行補(bǔ)償。自動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需用戶干預(yù)而且經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)償更新。
手動(dòng)波長(zhǎng)補(bǔ)償
在手動(dòng)補(bǔ)償中，使用者從各個(gè)儀器上讀取空氣溫度、 壓力和濕度數(shù)值，然后用鍵盤或控制開關(guān)將這些值手工輸入激光校準(zhǔn)軟件中。然后系統(tǒng)開始進(jìn)行補(bǔ)償。由于系統(tǒng)為手動(dòng)操作，一般情況下經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)償更新是不切實(shí)際的。
選擇手動(dòng)傳感器
如果要手動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，必須選擇具有適當(dāng)測(cè)量精度的環(huán)境傳感器。要確保每一個(gè)傳感器的波長(zhǎng)補(bǔ)償誤差都小于±0.5 ppm，推薦使用表 1 中所列的傳感器精度。
表1
注：
補(bǔ)償所需的氣壓值并非氣象學(xué)家所指的海平面壓力， 而是在當(dāng)前海拔高度上的實(shí)際壓力。如果壓力取自普通氣壓計(jì)或當(dāng)?shù)靥鞖鈭?bào)告，必須修正至當(dāng)?shù)睾０胃叨?。（?0-1000 米內(nèi)，氣壓大約下降 0.115 毫巴/米）。
溫傳感器元件應(yīng)具有較低熱質(zhì)，確保對(duì)氣溫變化迅速做出反應(yīng)。
濕度變化對(duì)激光測(cè)量幾乎沒(méi)有影響（尤其氣溫較低時(shí)） 。在某些情況下，可能不需要傳感器，手工估計(jì)可能足以滿足需要
自動(dòng)補(bǔ)償與手動(dòng)補(bǔ)償間的對(duì)比
如果校準(zhǔn)環(huán)境的空氣條件很可能在測(cè)試過(guò)程中發(fā)生變化，我們強(qiáng)烈建議進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。如果可以快速校準(zhǔn)或在溫控室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)，手動(dòng)補(bǔ)償是可以接受的。
空氣傳感器的放置位置
對(duì)于精確的波長(zhǎng)補(bǔ)償，空氣傳感器（或折射儀）必須放在靠近激光光束的位置。通?？諝鉁囟葌鞲衅鳎ɑ蛘凵鋬x）大致處于運(yùn)動(dòng)軸的中間位置即可。壓力傳感器和濕度傳感器的位置不那么重要。避免把傳感器安裝在局部熱源例如電機(jī)或冷氣流附近。在測(cè)量長(zhǎng)軸時(shí)，應(yīng)檢查是否存在氣溫梯度的情況。如果沿軸方向的氣溫變化超過(guò) 1°C，應(yīng)使用風(fēng)扇使空氣流通。（測(cè)量長(zhǎng)垂直軸尤其應(yīng)該注意，因?yàn)樵谶@種情況下更可能存在氣溫梯度）。在校準(zhǔn)長(zhǎng)度超過(guò) 10 米的垂直軸時(shí)，我們也建議將壓力傳感器放在運(yùn)動(dòng)軸的中間位置。請(qǐng)遵照制造商針對(duì)傳感器方向給出的建議。（某些傳感器可能包含有源電子裝置，使用時(shí)某個(gè)方向必須朝上，以確保電子裝置產(chǎn)生的熱量不影響讀數(shù)）。 避免讓傳感器信號(hào)導(dǎo)線靠近大的電子干擾源，例如高功率電機(jī)或直線電機(jī)。
發(fā)布日期：2022-05-23 01:37:51
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