光谱共焦传感器一般用在什么地方？
1、表面粗糙度测量应用 表面粗糙度是指零件在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素在工件加工表面上形成的具有较小间距和较小峰谷的微观水平状况，是表面质量的一个重要衡量指标，关系零件的磨损、密封、润滑、疲劳、研和等机械性能。 表面粗糙度测量主要可分为接触式测量和非接触式测量。触针式接触测量容易划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低、不能测复杂表面，而非接触测量相对而言可以实现非接触、高效、在线实时测量，而成为未来粗糙度测量的发展方向。目前常用的非接触法主要有干涉法、散射法、散斑法、聚焦法等。而其中聚焦法较为简单实用。 采用光谱共焦位移传感器，搭建了一套简易的测量装置，对膜式燃气表的阀盖粗糙度进行了非接触的测量，以此来判断阀盖密封性合格与否,取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器，利用其搭建的二维纳米测量定位装置对粗糙度样块进行表面粗糙度的非接触测量，并对测量结果进行不确定评定，得到U95为13.9%。 2、轮廓、几何尺寸测量应用 随着机械加工水平的发展，越来越多的微小复杂工件需要进行轮廓测量及精密尺寸测量，如小圆倒角的测量、小工件内壁沟槽尺寸等的测量。一些精密光学元件也需要进行非接触的轮廓形貌测量，以避免接触测量时划伤光学表面。这些用传统传感器难以解决的测量难题，均可用光谱共焦传感器搭建测量系统以解决。 滚针对涡轮盘轮廓度检测的问题，利用光谱共焦式位移传感器实现涡轮盘轮廓度在线检测系统的设计。通过自行搭建的二维纳米测量定位装置，选用光谱共焦传感器作为测头，实现对超精密零件的二维尺寸测量。使用激光共焦位移计，配合二维精密控制微动台，对西汉的日光镜进行表面起伏深度的扫描，来探究光镜反光成像原理。 3、薄膜材料厚度测量应用 由于光谱共焦传感器对于不同的反射面反射回来的单色光的波长不同，因此对于材料的厚度精密测量具有独特的优势。光学玻璃、生物薄膜、平行平板等，两个反射面都会反射不同波长的单色光，进而只需一个传感器，即可推算出厚度，测量精度可达微米量级，且不损伤被测表面。讨论了利用光谱共焦位移传感器测量透明材料厚度的应用，计算了该系统的测量误差范围大概为0.005mm。提供了利用光谱共焦传感器对平行平板的厚度以及光学镜头的中心厚信宏度进行测量的方法，并针对被测物体材料的色散对厚度测量精度的影响做了理论的分析。为了探究由流体跌落方式制备的薄膜厚度与跌落模式、雷诺数、底板的倾斜角度之间的关系，采用光谱共焦传感器实时监控制备后的薄膜厚度，其实验装置如图4所示。利用对顶安装的白光共焦传滑神册感器组，实现了对厚度为10～100μm的金属薄膜厚度及分布的精确测量，并进行了测量不确定度分析，得到系统的测量不确定度为0.12μm左右。 光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则，是一种高精度、非接触的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速精确测量的传感器瞎和，已经被广泛应用于表面微观形状、厚度测量、位移测量、在线监控及过程控制等工业测量领域。展望其未来，随着光谱共焦传感技术的发展，必将在微电子、线宽测量、纳米测试、超精密几何量计量测试等领域得到更多的应用。
光谱共焦位移传感器的测量原理
光谱共焦测量原理
混色光是由众多不同波长光视效除基排式耐聚父线组成的，我们称之为光谱。所有不同波长的可见光重叠在一起，形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm (蓝光)到700nm (红光)。通过透镜，不同颜色的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。
众所周知，自然界的日光属白光一种，白光不是最纯洁的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同来自单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大其合血许，波长愈长折射率愈小（这也是不同望远镜所谓的色差不同的原因），同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上（不同的单色光的波长是不同的）这样成经像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中，应通义八普友矿况走资概觉过特殊处理，尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。常360问答用的消除方法有双胶合系统与双分离系统。
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一面单透镜的色差造成对不同波长的色光产班跟后矿强车等普汉吧生了不同的焦距
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对于消色差双合透镜酒怕事而言，可见光的波长近似具有相等的焦距
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具有抵消色散属性的衍射光学器件可以用来矫正色差
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而光谱共焦测量方法恰恰利用这种物理现象的特点。通过使用特殊透镜，延长球相过病矛语转不同颜色光的焦点光晕范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。这一过程与摄影器材通过各种方法消减色差的过程正好相反。
为了得到上述特殊的色差，需要在传感器探头内使用若干特殊透镜，用来根据所需量程将光线分解。最后使用一个凸透镜，将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上，形成所谓的焦点轴线。如果不使用凸透镜，传感器探头射出的光将分散开来，测量也就无法进行了。
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白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特殊色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦最好的反系困王强范句射光通过。
透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱，也就是说若干不则触环速伯象可门团同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强，在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。
在穿孔盖板后面，需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅，可以根据反射光的波放斗围夜长，增强或减弱折射率。因此，CCD矩阵上的每一个位置，对应一个测量物说对优体到探头的距离。
在整个量程会次选均轴里传围染采对上，共可以得到超选妈院总剧兴湖液财九过30,000个测量点。
这里只计算光线波长，用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量正张粒轻指色海结果。 这意味着，无论乎继乙分说胶急有多少反射光从被测物体反射回来，测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此，采用德国米铱什去星议立公司的光谱共焦传感器，即使被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或者是透明材料，如玻璃或者液体，都可以进行正常可靠的测量。
使用光谱共焦测量技术，可互陈以得到超高分辨率。纳米级分辨率源于上述经过特殊处理得到的加长光谱范围。由于采用检测焦点的颜色，得到距离信息，光谱共焦传感器可以采用非常小的测量光斑，从而允许测量非常小的被测物体。这也意味着，即使被测表面有非常轻微的划痕，也逃不过光谱共焦传感器的眼睛。
由于光谱共焦传感器的光路非常紧凑和集中，使其非常适合测量钻孔结构。而其他测量方式，如激光三角反射式测量，对于小孔往往无能为力，因为小孔形成的阴影会遮挡反射光的光路，无法进行测量。针对这种小孔测量任务，德国米铱公司推出了optoNCDT2402微型光谱共焦传感器探头。这种探头拥有仅4mm的探头直径，可以探入小孔内部进行测量。
另一种非常适合光谱共焦传感器的应用是测量多层透明材料的厚度。与其他测量方法不同，光谱共焦传感器在测量这种物体时，仅需要一支探头就可以完成测量。测量被测物体前端面和后端面的反射光，从而得到层厚信息。由于测量只使用白光，无需额外附加激光安全措施。由于探头本身不含有任何电路，传感器探头还可以被用于有防爆要求的环境或者有电磁干扰要求的环境。而控制器可以被放置于安全距离以外。允许最长50m的光纤连接探头和控制器。但是，需要禁止在光路上存在遮挡物或小颗粒，这会影响测量精度，甚至使测量变得不可完成。由于采用的是光学测量方法，探头到被测物体的距离也有一定限制。
白光共焦位移传感器的主要功能是什么呢？
白光共焦位移传感器的只要功能是测透明物体的厚度和距离
白光共焦位移传感器主要特点
◆纳米级分辨率；与光强度无关,与被测体反射系数无关；
◆适用各种金属、非金属，以及透明材料的表面位置、位移测量。并与被测体表的亮暗无关；
◆精致紧凑光路结构，光学传感器头离控制器几米远,给使用带来方便；
◆单向可测玻璃厚度、透镜厚度,以及透明薄膜厚度测量；
◆与三角反射法不同,几乎无反射角要求,且无反射平面阻挡之影响,因此可用于小孔深度测量；
◆对环境要求不高:无需附加背景光,对被测体温度不敏感, 对被测体表面色差和纹理不敏感；
应用领域：
纳米级的测量精度，对被测表面无特殊要求,无论是漫反射或全反射被测表面都能检测。特别适合玻璃等透明物体表面平整度，及厚度测量；小孔深度测量；透明、非透明液面测量。
