Vollautomatische Kalibrierung von Parallelendmaßen mit Hilfe der Phasenverschiebungsinterferometrie

Gruhn, Torsten M.

Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem sich Parallelendmaße vollautomatisch kalibrieren lassen. Dabei werden alle wichtigen Kenngrößen inklusive einer Topographie der Endmaßmeßfläche in einem einzigen Meßvorgang bestimmt. Bei der Kalibrierung von Parallelendmaßen wird die Länge eines Parallelendmaßes mit einer bekannten Lichtwellenlänge in einem Interferenzkomparator (i. e. modifiziertes Michelson-Interferometer) verglichen. Zur Messung wird das Endmaß auf eine Anschubplatte angeschoben, so daß die Meßfläche des Endmaßes und die Anschubplatte eine Stufe bilden, die der Länge des Endmaßes entspricht. Im Interferenzkomparator ersetzen das Endmaß und die Anschubplatte einen der beiden Spiegel. Für die Interferenzphasenbestimmung wurde ein Interferenzkomparator für die Phasenverschiebungsinterferometrie umgerüstet. Dabei wird das Interferenzbild auf die Matrix einer elektronischen Kamera abgebildet. Es werden nacheinander einzelne Interferenzbilder aufgezeichnet, für die der Gangunterschied der interferierenden Wellen in definierter Weise verändert wurde. Aus diesen einzelnen Interferenzbildern läßt sich anschließend für jeden Bildpunkt die Interferenzphase berechnen. Über ein Steuer- und Auswerteprogramm erfolgt der Meßablauf vollautomatisch. Dazu steuert das Programm zunächst die Aufnahme der Interferenzbilder für die Berechnung der benötigten Interferenzphasen. Eine anschließende Bildauswertung lokalisiert u.a. das Endmaß im Gesichtsfeld und bereitet die Bilddaten auf, bevor die Kenndaten des Endmaßes vom Programm ermittelt werden.

A technique is presented, with which gauge blocks can be calibrated fully automatic. All important characteristics including a topography of the gauge block measuring surface are determined in only one measuring procedure. During calibration process the length of a gauge block is compared with well-known wavelengths of light in an interference comparator (i. e. modified Michelson interferometer). For measurement the gauge block is wrung on a wringing plate, so that the measuring surface of the gauge block and the wringing plate form a stage, which corresponds to the length of the gauge block. In the interference comparator the gauge block wrung on the plate replaces one of the two mirrors of the interferometer. For phase determination an existing interference comparator was reequipped for phase stepping interferometry. The interference pattern is depicted on the matrix of an electronic camera. Interference patterns are depicted one after another, for which the phase variation of the interfering waves was changed in defined way. From these interference patterns the interference phase can be computed afterwards for each pixel. A controlling and analysing program performs the measuring fully automatic. For that purpose the program controls first the recording of the interference patterns for the computation of the interference phases. Then a image processing routine locates the gauge block in the visual field and prepares the data, before the characteristic data of the gauge block is determined by the program.

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Gruhn, Torsten M.: Vollautomatische Kalibrierung von Parallelendmaßen mit Hilfe der Phasenverschiebungsinterferometrie. 2002.

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