垂直扫描白光干涉测量数据的各种处理算法及其分析.pdfVIP

2010年 l1月 机床与液压 NOV．2010 第38卷第21期 MACHINE T00L HYDRAULICS V0l_38No．21 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．21．009 垂直扫描白光干涉测量数据的各种处理算法及其分析 张倩，崔长彩，周晓林 (华侨大学机 电及 自动化技术学院，福建泉州362021) 摘要：为得到被测表面的微观信息，根据垂直扫描白光干涉的特点，以阶高92 m的微流道为测量对象，测出理论上 处在不同高度的3个点的干涉数据，使用改进质心算法 、相移干涉法、白光干涉法 、白光干涉相移法、包络线拟合法等算 法从采集到三组干涉数据中提取出每两点之间的相对高度，并对各种算法提取出的相对高度进行 比较和分析。结果证明， 相对高度为0的情况下，除包络线拟合法误差较大外，其余各种算法的计算结果都比较理想；相对高度为阶高92Ixm时， 白光干涉相移法计算精度最高，实用性较强。 关键词：垂直扫描；质心；相移；白光干涉；包络线拟合 中图分类号：TH74；TG84 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2010)21—029—4 ResearchonVerticalScanningW hite·lightInterferometricMeasuringAlgorithms ZHANGQian．CUIChangcai．ZHOUXiaolin (CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，HuaqiaoUniversity，QuanzhouFujian362021，China) Abstract：Toobtainmicrotopographyinformationofmeasuredsurface，accordingtoverticalscanningwhite—lightinterferometric characteristics，takingagaugedmicro—flowchannelwithstepheight92Ixm astheexample，threesetsofinterferometricdataofthree pointsondifferentheightwereobtained．Eachrelativeheightwasobtainedfrom threesetsofinterferometricdatausingimprovedcen— troidalgorithm ，phase—steppinginterferometriealgorithm ，whitelightinterferometricalgorithm ，whitelightphase—steppinginterferomet— ticalgorithm andenvelopefittingalgorithm．Thecalculationheightwascomp~edwitheachohter．Theexperimental resultsshowwhen relativeheightiszero，eachalgorithm workswellbutenvelopefittingalgorithm ，whenrelativeheightis92 m ，thewhitelightphase— steppinginterferometricalgorithm isthebestoneandmorepractica1． Keywords：Verticalscanning；Centroid；Phase·stepping；Whitelightinterferometrie；Envelopefitting 随着科学技术和工业技术的迅速发展，对微观表 1 垂直扫描 白光干涉测量原理 面形貌的测量变得越来越重要 ，而传统的触针式轮廓 白光 的相干长度很短 ，只有光程差很小 (约 仪在测量超精加工表面时，往往会划伤被测表面，测 3 m)时，两束 白光才能发生