光學(xué)測量的主要儀器與應(yīng)用

更新時間：2021-05-06

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　　光學(xué)測量是光電技術(shù)與機械測量結(jié)合的高科技。借用計算機技術(shù)，可以實現(xiàn)快速，準確的測量。光學(xué)測量主要應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)檢測，主要檢測產(chǎn)品的形位公差以及數(shù)值孔徑等是否合格。

　　光學(xué)測量主要應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)檢測，主要檢測產(chǎn)品的形位公差以及數(shù)值孔徑等是否合格。

　　光學(xué)測量儀器分類

　　光學(xué)測量的被測件進行分類，主要分為3類：有源器件，無源器件，高速通信。有源器件主要有：調(diào)制器，發(fā)送器，接收機，放大器，MUX/DEMUX，光電和電光轉(zhuǎn)換器，以及激光源。

　　無源器件主要有：濾波器，光纖，光連接器，光分路器，光衰減器。高速通信主要有：40G/100G光通信，廣播電視通信，光纖接入，4G通信，光纖無線電等。

　　通用光學(xué)參數(shù)測試類儀器主要有：可調(diào)諧和大功率激光源，光功率計，回波損耗測試儀，光衰減器，光開關(guān)，多波長計，光譜分析儀。

　　光電/偏振/復(fù)雜調(diào)制類儀器主要有：光波元器件分析儀/光色散和損耗分析儀，偏振分析儀和控制器，光調(diào)制分析儀，任意波形發(fā)生器，光/電和電/光轉(zhuǎn)換器。

　　比特誤碼率和波形分析類儀器主要有：串行/并行誤碼儀，光示波器和模塊。

　　光學(xué)測量儀器應(yīng)用

　　掃描波長光學(xué)測量解決方案

　　結(jié)合使用一個或多個光功率計與可調(diào)激光源(TLS)，可以支持光功率與波長關(guān)系測量。

　　此類測量常用于確定被測器件輸入功率與輸出功率的比值，比值稱為插入損耗，單位為dB。當TLS在選中范圍內(nèi)調(diào)諧波長時，功率計將定時采樣數(shù)量測量點的功率。

　　通過一個觸發(fā)信號與TLS掃描同步，這些樣本能夠?qū)崿F(xiàn)與對應(yīng)波長的精確相關(guān)。使用多個功率計可以同時測量多端口器件(例如多路復(fù)用器、功率分離器和波長開關(guān))的輸出。

　　使用81600B、81940A或81980ATLS，以及功率計(例如816x系列模塊或多端口N7744A和N7745A)和免費的N7700AIL軟件，可以組成一個測量系統(tǒng)。這些“波長掃描”例程的編程過程非常簡單，可以使用免費的816x即插即用驅(qū)動程序，并應(yīng)用N4150A光基礎(chǔ)程序庫(PFL)的測量功能進行增強。該測量裝置在TLS后與81610A回波損耗模塊連接，還可以測量光反射(回波損耗)。

　　這些激光源中內(nèi)置波長監(jiān)測功能，可以確保高波長精度和可重復(fù)性，特別是在快速波長掃描的過程中。這些“波長記錄”數(shù)據(jù)利用測量觸發(fā)信號實現(xiàn)與功率計的同步。

　　如果需要更高的絕對波長精度，可通過氣體參考信號進行偏置校準，PFL支持工程師方便地完成校準操作。InGaAs功率檢測器在單模光纖波長范圍(1260-1630nm)內(nèi)具有極小的響應(yīng)度變化以及高靈敏度和寬動態(tài)范圍，是進行此類測量的最佳工具。

　　N7744A和N7745A功率計特別適合這些掃描波長測量：快速采樣率和寬信號帶寬可在高速掃描時獲得高分辨率的測量結(jié)果，而且測量跡線沒有失真。更快的數(shù)據(jù)傳輸速度可以極大提高吞吐量，尤其適合端口數(shù)量極多的情況。

　　瞬時功率測量

　　使用多端口光功率計進行瞬時功率測量：通過測量光功率電平變化以確定光纖切換時間，從而觀察光纖移動或網(wǎng)絡(luò)重新配置所帶來的瞬時波動，這已經(jīng)超出了大多數(shù)光功率計的設(shè)計功能。

　　這些傳統(tǒng)光功率計通常僅用于對光功率電平(常數(shù)或與其他儀器同步變化)進行校準測量。傳統(tǒng)儀表的典型采樣率(約10kHz)、數(shù)據(jù)容量(約100,000個樣本)以及到控制器的數(shù)據(jù)傳輸速度往往不足以支持此類時間相關(guān)應(yīng)用。

　　另外一些方法，例如結(jié)合了示波器的快速光電轉(zhuǎn)換器，已經(jīng)在實際中得到應(yīng)用，并在部分標準中得以采用。然而，這些方法往往以光功率校準為代價，需要額外的整合，并且對示波器帶寬提出了額外的要求。

　　現(xiàn)在，N7744A4端口和N7745A8端口光功率計通過一個小巧完整的可編程儀器，并配合控制器計算機，可以輕松進行這些測量。

　　這些新型功率計能夠以高達每秒百萬次的可選采樣率精確記錄光功率，每端口存儲高達200萬個樣本，通過USB或LAN快速傳輸數(shù)據(jù)，支持同時進行測量和數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)不間斷的持續(xù)功率監(jiān)測。新型N7747A和N7748A高靈敏度功率計可以用于相同的目的，區(qū)別在于較低的帶寬將采樣速率降低至萬次/秒，但能夠提供更低的噪聲，適用于弱信號測量。

　　通信波形測量

　　對于任何高速通信信號，必須測試通道和基本信號特征，以保證它們符合標準，并能夠與系統(tǒng)計劃中的其它設(shè)備進行互操作。

　　以寬帶采樣示波器為基礎(chǔ)設(shè)計的數(shù)字通信分析儀(DCA)在研發(fā)、器件驗證和批量收發(fā)信機生產(chǎn)領(lǐng)域久享盛譽，被*為是對光波形進行精確分析的行業(yè)標準。除了基本的眼圖和脈沖波形表征之外，DCA還能進行先進的抖動分析和通道阻抗表征。

　　纖通道網(wǎng)絡(luò)中使用的光收發(fā)器測試

　　此類網(wǎng)絡(luò)具備三種拓撲：點到點、仲裁環(huán)路和交換結(jié)構(gòu)。使用光收發(fā)器可以優(yōu)化設(shè)備之間的連接。例如在交換拓撲結(jié)構(gòu)中，SFP+(8GFC和16GFC)、XFP(10Gb/s)和SFP(≤4Gb/s)收發(fā)信機均用于連接交換結(jié)構(gòu)和各種設(shè)備(例如存儲和計算設(shè)備)。

　　用于測試光收發(fā)器的典型碼型包括PRBS系列、JSPAT和K28系列，位于N4960A32G誤碼儀的預(yù)裝載碼型程序庫。

　　對于16GFC應(yīng)用(14.025Gb/s)，N4960A能夠執(zhí)行BER測量，提供壓力碼型發(fā)生器信號以進行接收機測試。16GFC設(shè)備通過精確表征使得技術(shù)指標都在嚴格的容限范圍內(nèi)。N4960A結(jié)合了N4980A多儀器BERT軟件，也可提供抖動容限測試，以便完成精確表征。

　　主要應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域有：

　　金屬制品加工業(yè)、模具、塑膠、五金、齒輪、手機等行業(yè)的檢測，以及工業(yè)界的產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計、手扳制作、原版雕刻、RP快速成型、電路檢測等領(lǐng)域。除此之外非接觸檢測技術(shù)的應(yīng)用在機械制造行業(yè)中，為了使機加工的產(chǎn)品能達到設(shè)計精度和質(zhì)量要求。

　　主要儀器表現(xiàn)為：二次元、工具顯微鏡、光學(xué)影像測量儀、光學(xué)影像投影儀、三次元、三坐標測量機、三維激光抄數(shù)機等。

　　非接觸檢測技術(shù)的應(yīng)用

　　在機械制造行業(yè)中，為了使機加工的產(chǎn)品能達到設(shè)計精度和質(zhì)量要求，除了傳統(tǒng)的物理計量與檢測實現(xiàn)方法，可以運用高性能計算機及軟件技術(shù)、光學(xué)、光學(xué)成像、聲學(xué)與機器動作多種混合技術(shù)實現(xiàn)的邏輯計量與檢測，習(xí)慣將這些復(fù)雜的計量與檢測技術(shù)稱之為非接觸計量與檢測技術(shù)。

　　將這些非接觸計量與檢測技術(shù)應(yīng)用到為客戶定制的計量與檢測工具和設(shè)備之中，在實際項目中取得了滿意的預(yù)期效果。技術(shù)實現(xiàn)方式如：

　　1)光電檢測技術(shù)的應(yīng)用

　　2)輻射檢測技術(shù)的應(yīng)用

　　3)電量檢測技術(shù)的應(yīng)用

　　4)阻抗檢測技術(shù)的應(yīng)用

　　5)超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用

　　6)特殊復(fù)雜傳感技術(shù)集成應(yīng)用

　　工業(yè)檢測系統(tǒng)設(shè)計

　　能根據(jù)客戶的需求不斷的為客戶提供性價比好的檢測系統(tǒng)。加快客戶產(chǎn)品投放市場的進度，同時也提高客戶產(chǎn)品在市場的競爭優(yōu)勢。包括以下設(shè)計內(nèi)容：

　　1)數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸

　　2)工業(yè)組態(tài)軟件設(shè)計：實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、連網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持。

　　3)中央控制系統(tǒng)設(shè)計

　　技術(shù)服務(wù)

　　在實際工作中，有的設(shè)備需要為了提高加工精度或增加其他所需的檢測功能。也需要提供相映的技術(shù)服務(wù)，使之具有更高自動化程度和自動計量與檢測功能。

　　自動控制設(shè)計

　　將工業(yè)測試系統(tǒng)與工業(yè)自動控制有機的結(jié)合，從可編程序控制器應(yīng)用設(shè)計(PLC)、非接觸檢測系統(tǒng)到中央控制系統(tǒng)設(shè)計，最終為提高機械設(shè)備的加工和自動校驗精度、實現(xiàn)智能化控制、提高成品率、縮短交貨周期、降低生產(chǎn)成本，全面提升企業(yè)的市場競爭力。

　　光學(xué)測量儀器——非接觸式測厚儀

　　非接觸式測厚儀是一種在線、非接觸式的測厚儀。非接觸式測厚儀就是測量儀器與被測物體非接觸測量，能夠很好的保護所測物體。

　　在工業(yè)生產(chǎn)中多用來連續(xù)測量產(chǎn)品的厚度。鏡片厚度檢測會劃傷表面怎么辦？大家可以試試這款全自動非接觸厚度測量儀！

　　產(chǎn)品介紹

　　全自動非接觸厚度測量儀是愛丁堡公司推出的高速、高精度、功能強大的專業(yè)級鏡片及其他精密零件的厚度測量設(shè)備，適用于15mm厚度以下產(chǎn)品厚度檢測，可自動檢測待測樣品單點的厚度。

　　該產(chǎn)品采用了先進的設(shè)計理念和硬件配置，可實現(xiàn)各種復(fù)雜精密零件厚度的測量，在軟件中自動獲取零件的厚度值并對測量值進行判斷和自動分類，對測量好的厚度進行自動判定是否合格，可極大的提高產(chǎn)品的檢測效率。

　　產(chǎn)品原理

　　全自動非接觸厚度測量儀由愛丁堡推出，采用了上下兩個探頭，每個探頭可分別測量待探測表面距離探頭的位置，并算出帶探測表面距離理論高度的高度差，兩個面的高度差進行一定的算法計算，從而得出待探測樣品的厚度值。

　　產(chǎn)品特點

　　可對待測零件的待測點進行厚度自動檢測，并判定尺寸是否合格

　　可自行定義待測點的數(shù)量和位置

　　公稱尺寸及判定精度由客戶自行輸入與選擇。