长度测量(又称位移测量)是机械行业测量中最基本、最重要的测量。在长度测量中,公认精度最高的基准是光的波长。以激光波长为长度基准进行位移测量,通常只能采用干涉法或衍射法,沿光的传播方向进行大尺寸的长度测量或定位测量仅能使用干涉法。该方法要求干涉光路不能中断,为此,光波干涉测量仪器沿测量运动方向都配有高精度机械导轨。导轨的长度取决于测量任务要求的量程。这一要求使激光干涉测长量程大的特点受到局限。 利用激光干涉技术在获得高精度的同时,降低对导轨的依赖,甚至不用导轨完成测量,是本课题的基本出发点和研究重点,也是本课题研究的目的。 主要研究工作及创新点如下: 1、通过对干涉测量基本特性的研究,结合对实用干涉测量仪——外差式双频激光干涉仪工作原理和测量系统的深入分析,研究了测量系统内可能实现“动态跟踪”的两种方法,提出了“激光束跟踪”和“靶镜跟踪”的方法。 2、对不同的跟踪方案,从跟踪速度、技术难度、实用性等方面进行理论分析和实验研究,提出一种外置式跟踪定位测量系统的技术方西安理工大学博士学位论文法,并进行了开发研究,取得了预期的研究结果。 3、针对测量任务的需要、工况与可行性,提出了“悬丝导航、靶镜跟踪”的方法,并进行的理论和实验研究,取得了预期的效果。 4、提出了一种“双悬丝基准”的导航方法和系统方案,推导出用双丝间距表示单丝悬垂量的关系。通过实验研究,验证了方法的可行性。 5.对多波丧激光绝对距离干涉测量技术的原理和研究现状及相关的问题进行了较为深入细致的探讨,并提出了作者的见解和看法。 关键词:无导轨测量,跟踪测量,激光干涉,虚拟导轨 论文的研究得到了西安市科技攻关项目《无导轨精密测量、定位技术研究》(项目编号:102一220291)的资助。