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光學(xué)平臺相關(guān)的名詞解釋---非常實(shí)用!

發(fā)布時(shí)間:2022.05.31 閱讀量:2173

固有頻率(Natural Frequency):


平臺振動(dòng)的周期或頻率與初始( 或外界) 條件無(wú)關(guān),而只與系統的固有特性有關(guān),稱(chēng)為光學(xué)平臺的固有頻率或者固有周期。通常來(lái)說(shuō),固有頻率越低,系統的隔振性能就越強。


外界振動(dòng)同物體的固有頻率相同時(shí),通常會(huì )引起共振,往往不是好事,甚至會(huì )產(chǎn)生嚴重后果,比如:正常人體的固有頻率為7.5Hz 左右,其中各部分又有自己的固有頻率,如內臟為4 ~ 6Hz,頭部為8 ~ 12Hz 等,正是由于這個(gè)原因,次聲波(10-5 ~ 20Hz)對人體有很大的破壞。


固有頻率還分為水平方向和豎直方向,但通常來(lái)說(shuō)豎直方向的固有頻率對整體隔振性能的影響,起到?jīng)Q定性作用,水平方向的固有頻率指標通常用于參考。




振動(dòng)恢復時(shí)間(Damping Settling Time):


也叫衰減周期,是指:某一點(diǎn)上開(kāi)始振動(dòng)到恢復到初始狀態(tài)所需要的最短時(shí)間。若把光學(xué)平臺簡(jiǎn)化為彈簧振子,由彈簧振子的回復力表達式:
計算可知,彈簧振子的周期公式為:

從上式分析可知:若要縮短光學(xué)平臺的振動(dòng)恢復時(shí)間,通常有兩個(gè)辦法:


● 增大彈簧的彈性系數k。對于阻尼隔振平臺,可以換用材質(zhì)較硬的阻尼材料;對于充氣平臺,可以適度增加空氣壓力


● 控制光學(xué)平臺臺面的質(zhì)量。在不影響剛度的前提下,臺面質(zhì)量越輕,振動(dòng)恢復時(shí)間越短,使用效果就越好。


平面度(Surface Flatness):


光學(xué)平臺的平面度,通常是指單位面積內,被測實(shí)際表面相對其理想平面的變動(dòng)量。通常國外光學(xué)平臺的平面度指標為:±0.1mm/600mm×600mm。


但嚴格意義上來(lái)說(shuō),光學(xué)平臺平面度,對于隔振性能,沒(méi)有任何影響,甚至若為了追求高平面度,往往會(huì )犧牲掉光學(xué)平臺的隔振性能,原因如下:


● 我們知道,光學(xué)平臺臺面,若為達到高平面度,通常需要反復磨削,在加工過(guò)程中,多次磨削容易使材料產(chǎn)生形變,為了減少形變,通常要加厚臺面,但我們通過(guò)振動(dòng)恢復時(shí)間的說(shuō)明已經(jīng)知道,臺面加厚質(zhì)量增加,平臺的振動(dòng)恢復時(shí)間往往成倍(甚至幾倍)增加,在很多精密光學(xué)實(shí)驗中,這是不可接受的;


● 光學(xué)平臺的磨削是有極限的,這個(gè)加工的極限一般是在±0.01mm/600mm×600mm左右,換算成平方米大約為:±0.03mm/m2,但這個(gè)平面度,同大理石平臺的平面度相差甚遠。大理石平臺根據平面度指標一般分為:000級(平面度≤3μm/m2)、00級(平面度≤5μm/m2)、0級(平面度≤10μm/m2)。換句話(huà)說(shuō),平面度最好的光學(xué)平臺,同最低等級的大理石平臺相比,平面度還差數倍甚至一個(gè)數量級,所以若您需要高平面度的臺面,強烈建議您選購大理石平臺;


● 光學(xué)平臺的平面度在使用時(shí),實(shí)際意義不大。我們以絕對平整的臺面(實(shí)際上是不可能的)來(lái)看,若長(cháng)×寬×厚為:2000×1000×200mm,通常調整水平時(shí),水平儀的最小刻度為±30′,若假設實(shí)際過(guò)程中,水平方向調整精度若為5′,長(cháng)度方向取2000mm,那么,臺面長(cháng)度方向兩端的高度差=2000×tan(5′)2.9mm,也就是說(shuō),就算絕對平整的臺面,調整水平后,臺面長(cháng)度方向兩端的高度差很有可能達到3mm,所以實(shí)際使用情況中,平面度的指標意義不大;




振幅(Amplitude):


振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離叫振動(dòng)的振幅。


振幅在數值上等于最大位移的大小。對于光學(xué)平臺系統,臺面受外力作用時(shí),離開(kāi)平衡位置的最大距離,同光學(xué)平臺系統的結構、受力大小、受力的位置、瞬時(shí)加速度、速度、持續時(shí)間、臺面的剛性、隔振系統的阻尼比等諸多因素有著(zhù)非常復雜的非線(xiàn)性函數關(guān)系,如果標稱(chēng)振幅的具體指標,需要注明上述特定的實(shí)驗條件,否則振幅的指標,變得沒(méi)有意義。對于阻尼隔振的光學(xué)平臺,振幅通常在微米量級,而氣浮式隔振平臺,振幅通常為毫米量級甚至是厘米量級。
表面粗糙度(Surface Roughness):


有部分廠(chǎng)家,在光學(xué)平臺的指標中,標稱(chēng)表面粗糙度的概念,往往存在一些誤導。國家標準GB/T3505-2000 中規定了評定表面粗糙度的各種參數,其中常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra。輪廓算術(shù)平均偏差Ra 是指在取樣長(cháng)度內,沿測量方向(z 方向) 的輪廓線(xiàn)上的點(diǎn)與基準線(xiàn)之間距離絕對值的算術(shù)平均值。


若只標稱(chēng)Ra 的數值,但并未公布取樣長(cháng)度,這樣的數值標稱(chēng)變得毫無(wú)意義,而且有誤導消費者的可能。比如說(shuō),標稱(chēng)表面粗糙度為:0.5 ~ 0.8μm,但若取樣長(cháng)度分別為10mm、1mm 和0.1mm,實(shí)際上表面粗糙度的差別可達百倍!根據GB1031 的推薦值:取樣長(cháng)度若取0.25mm 時(shí),精密及超精密加工表面的表面粗糙度Ra > 0.02 ~ 0.1μm ;當取樣長(cháng)度取0.8mm 時(shí),普通精加工表面Ra > 0.1 ~ 2μm。


根據上述說(shuō)明,取樣長(cháng)度為0.8mm,表面粗糙度為0.5 ~ 0.8μm 時(shí),表面加工精度屬于一般水平。卓


另外,表面粗糙度通常是評定(小型)零件表面質(zhì)量的指標,屬于微觀(guān)幾何形狀誤差。加工表面的粗糙度是加工過(guò)程中多種因素( 機床刀具工件系統、加工方法、切削用量、冷卻潤滑液) 共同作用的結果。這些因素的作用過(guò)程相當復雜,而且是不斷變化的。


所以用不同加工方法或在同樣加工方法、同樣加工條件下加工出來(lái)的同一批零件,不同表面不同部位其粗糙度值也不完全相同。

撓度(Flexibility):


撓度是指結構構件的軸線(xiàn)或中面由于彎曲引起垂直于軸線(xiàn)或中面方向的線(xiàn)位移。對于細長(cháng)物體或薄物體,撓度是在受力后彎曲變形程度的度量。細長(cháng)物體(如梁或柱)的撓度是指在變形時(shí)其軸線(xiàn)上各點(diǎn)在該點(diǎn)處軸線(xiàn)法平面內的位移量。薄板或薄殼的撓度是指中面上各點(diǎn)在該點(diǎn)處中面法線(xiàn)上的位移量。通俗地講,撓度就是構件的豎向變形。


撓度系數同剛性系數、抗拉強度、楊氏彈性模量等類(lèi)似,是標稱(chēng)材料特性的一個(gè)常數,對于光學(xué)平臺而言,其它因素相同只有厚度不同的情況下,鋼板越厚,撓度越小。

最大相對位移(Maximum Relative Motion Value):


光學(xué)平臺中提到的最大相對位移有別于精密位移臺中的相關(guān)概念,通常光學(xué)平臺的最大相對位移指標,是指在特定的測試條件和環(huán)境中,臺面本身的變形量。比如在一個(gè)隔離了外界振動(dòng)的環(huán)境中,放置負載和空載情況下,通過(guò)平面度檢測儀測量臺面的變形。臺面的尺寸,通常取300mm×300mm,負載安置在此面積的中心位置,負載也有一定的要求(比如取114 公斤)。
光學(xué)平臺的最大相對位移值,主要同平臺的結構和材料剛性相關(guān),在同樣測試條件,且光學(xué)平臺的結構和材料相近的情況下,最大相對位移的值相差不大。

重復定位精度(Repeatability):


光學(xué)平臺中的重復定位精度同精密位移臺中概念不同,光學(xué)平臺的重復定位精度,是指在空載和在一定條件下加上負載并去除負載,光學(xué)平臺最終穩定后的高度差。這個(gè)指標同負載的大小、加載的位置、加載時(shí)的速度、加速度、卸載時(shí)的速度、加速度等等指標有很大的關(guān)系,對于充氣式平臺,還有一個(gè)重要前提,就是加載前后,氣囊中空氣的壓力、溫度和質(zhì)量不發(fā)生變化。


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