激光多普勒位移测量仪操作作业指导书

LICS-100型激光多普勒位移测量仪操作作业指导书一、使用前检查必需的硬件和软件激光多普勒位移测量仪（LDDM）使用前需要检查必需的硬件和软件。激光位移测量仪线性位移测量所必需的硬件和软件列表如下：1、单孔径的激光头（磁铁），图1；2、∮12.7mm反射镜（磁铁、连杆），图2；3、90º弯束器，图3；4、度量/分析软件，图4；5、直流电源和电缆线，图5和图6；6、笔记本电脑。图1图2图3图4图5图6二、主要参数1、精度：激光的稳定性在759.46mm·Hg大气压和空气温度为20℃是百万分之0.1。其他的压力和温度、测量精度取决于光速补偿和材料热膨胀系数。手动补偿和校正，精度取决于测量空气温度、空气压力的准确性和材料温度；2、分辨率：标准分辨率是0.01µm；3、最大速度：1000mm/s；4、量程：15m；5、温度范围：15℃～32℃.6、湿度：0～95%（非凝结）三、安装和操作1.0各部件安装和连接1.1将激光头、90º弯束器、反射镜、电磁铁、电源电缆线和电脑按照图7显示，正确安装和连接。1.2重要注意事项1.2.1在开关电源转换到工作位置之前，检查所有电缆线是连接牢固的。1.2.2始终将90º弯束器安装在激光头前面，激光头安装在固定部分，反射器安装在移动部分。即，激光头安装在床身或端架上，反射镜安装在移动体或横梁上。移动要测量的目标到起始点或终止点，然后安装反射器，反射镜尽可能的接近于激光头。不要用一个三脚架去固定激光头，三脚架可能会引起一个误差。图71.2.3决定你想测量的目标的行程，安装激光头时，确保来自90º弯束器的激光束在位移测量方向的行程里。1.2.4在激光头组件的背面有3个指示灯，顶部红色的是信号强度，中间黄色的是USB接口，底部绿色的是频率锁定。正常运行时，红灯必须是亮的，黄灯必须是闪烁的，绿灯必须是亮的。2.0运行激光多普勒位移测量仪（LDDM）程序、并设置参数（图8）图82.1在已装有LDDM程序的电脑上，运行Windows，双击LDDM，从Windows中开始LDDM程序。LDDM程序的主菜单将会出现在电脑屏幕中。2.2如果LDDM没有正确的连接，一个错误的信息框就会出现，提示LDDM接口没找到，可以关闭或者不连接，然后检查你的连接。2.3待连接正确，对于直线测量，点击“直线测量”按钮，电脑屏幕显示直线测量界面。进入到直线测量界面后，界面按钮的功能和需要设置的一些相关参数如下：2.3.1界面左上角的“激光位置”窗口，显示反射镜的当前位置。2.3.2“激光位置”窗口下面是“标靶”窗口，其数值为下一个将要进行数据收集的点。2.3.3在界面中间左边有一“强度”按钮，此按钮的作用是检查你的激光是否对齐。对准然后点击这个方框，若你的激光是对齐的，在激光位置窗口和靶窗口中间将出现一个蓝色的长条，并显示强度读数。2.3.4在强度按钮下面有两个方框，分别显示空气的温度、压力、湿度以及被测设备材料的温度。因为没有自动检测环境温度、压力和湿度的传感器，所以这些值将会是设定成理想环境下的参数值。其中空气温度显示为68℉（即20℃），压力为29.999inHg（即759.46mm·Hg），湿度显示50%（干燥天气20%，潮湿天气80%）；材料温度和空气温度相同为68℉，α为线膨胀系数（热膨胀系数），其数值可自动嵌入或者手动输入，详见2.3.3。2.3.5在“空气”和“材料”方框下方是“材料”方框，鼠标点击向下的箭头，会显示一个下拉菜单，里面包括材料清单和它们相应的α值。从下拉菜单中选择你需要的材料和α值或者手动输入你自己的值到α方框中。2.3.6在“材料”方框下面是一个对话框，这个方框内显示的消息是你正在采取的行动。2.3.7在界面中间位置是“材料热膨胀（MTE）”方框，其数值是随α值变动而变动。2.3.8在界面中间右边是“单位”方框，点击这个方框，可以在英制和公制之间切换。2.3.9界面右上角“ReadCnt”初始值为50，不需要更改。2.3.10在“ReadCnt”下面有向左、向右的两个箭头，用来设置小数点后的数字显示的数量。点击向左的箭头降低小数点后的数字显示的数量，点击向右的箭头增加小数点后数字显示的数量。2.3.11在右侧中间有一“百分比条”，显示的数值为自动测量时的进度值。2.3.12界面右下角分别显示“次数”、“点数”、“位置”、“差异量”和一个坐标图，分别代表运行过程中的运行数、点的个数、目标位置以及LDDM读数和目标位置之间的差异。其中，不同运行数、不同点位置及差异量的动态显示会反映在下方的图表中。2.3.13在界面的最下面分别是“主画面”、“分析”、“取消”、“设定”、“重置”、“开始”、“保存数据”和“辅助说明”按钮。其中：a、“主画面”：退出线性测量程序并进入主菜单；b、“分析”：退出线性测量程序并进入数据分析程序；c、“取消”：点击这个按钮，弹出第一个窗口，提示是否“只取消收集的最后一点”，或者弹出第二个窗口，提示是否“取消此次测量?”，如下图；d、“设定”：打开设定窗口，编辑或查看测量参数；e、“重置”：点击这个按钮，可以重置LDDM，即“激光位置”窗口数字回零；f、“开始”：开始测量；g、“保存数据”：储存测量数据。3.0调光（对光）3.1调整激光头或90º弯束器，通过使用反射镜作为参照，确保激光束是平行于被测目标行程的。移动反射镜垂直于激光束方向，使返回光束进入到激光头的接收孔径。可通过2.3.3来直观的反应激光束和反射镜是否对齐。3.1.1当反射镜接近激光头时，移动反射镜到光束的中心；3.1.2当反射镜远离激光头时，移动激光束到反射镜中心，可通过微调90º弯束器控制光束；3.1.3重复3.1.1和3.1.2，直到激光束是平行于被测目标行程的。3.2移动反射器，不是激光束，确保返回激光束是以接收孔径为中心，并且强度读数是最大的。3.3移动被测目标从开始点到终点，通过观察软件界面强度显示读数，确保光束强度高于整个测量路径的最低要求。3.4现在激光是对齐的，可准备测量。3.5调光注意事项3.5.1当通过2.3.3检查激光束和反射镜是否对齐时，若是对齐的，激光位置窗口和靶窗口中间的蓝色长条将会出现，这个蓝色长条的范围在0和100%之间。测量前应确保在被测目标的整个行程中，强度读数至少为80%，否则将重复3.1和3.2，直到激光束和反射镜是对齐的，且强度读数大于80%。3.5.2当调光结束后，请勿撞击激光头或反射镜，否则将要重新对光。4.0开始测量当仪器正确连接、参数设置正确且激光调好后便可以开始测量了。测量可分为单纯的长度测量和可做补偿的长度测量。4.1单纯的长度测量单纯的长度测量只是对被测目标（即安装反射镜的目标）的位移移动进行测量。对于单纯的长度测量，在1.0、2.0和3.0完成后便可开始。在测量前，应点击界面下的“重置”按钮，将“激光位置”窗口的读数归零。当被测目标移动时，“激光位置”窗口的读数会随着被测目标的移动而变化。被测目标停止时，“激光位置”窗口的读数便是被测目标的位移量。若是测量被测目标的累积位移，待被测目标再次停止时，“激光位置”窗口的读数便是被测目标的累积位移；若是测量被测目标相对上次停止位置时的位移，在被测目标移动前点击“重置”按钮，待“激光位置”窗口的读数归零后即可开始测量。4.2可做补偿的长度测量相对于单纯的长度测量而言，可做补偿的长度测量便是这套测量仪的最主要的功能。可做补偿的长度测量，即在测量长度的同时，LDDM程序会记录测量数据，形成曲线图和数据表格，并生成一个补偿文件。若被测设备是可做补偿的，将这个补偿文件导入到被测设备的驱动程序中（这个补偿文件在被测设备的电脑程序中必须是可读的）便可自动补偿，或者根据补偿文件中的数据计算后，对被测设备进行手动补偿，亦可实现补偿功能。可做补偿的长度测量可分为自动和手动测量。4.2.1在做可补偿的长度测量前，除需完成1.0、2.0和3.0的每项工作外，还需进行相关的设置。点击直线测量界面下面的“设定”按钮，界面会弹出一个“激光设定”对话框（如图9），然后可在对话框内进行相应的参数设置。图94.2.1.1在“激光设定”对话框的左上角有一“识别数据”框，里面包括“机器”、“序号”、“操作者”和“日期”文本框。移动鼠标指针的箭头到文本框上，直到它变成一个文本光标，便可在文本框内输入文本。其中：a、“机器”：输入被测设备的机器型号；b、“序号”：输入被测设备的序列号；c、“操作者”：输入测量人员的姓名；d、“日期”：输入本次测量的日期（日期可自动生成）。4.2.1.2在“激光设定”对话框下方是“激光头方向/测量轴”框。根据需要，你可以选择“X轴”、“Y轴”和“Z轴”中的任何一个作为测量轴（“其他”是相对LICS-200型的，不需要选）。若选择你需要的测量轴，可以点击测量轴边上的圆圈或者通过点击“RotateAxis（更改轴）”按钮来选择。4.2.1.3在“激光头方向/测量轴”对话框下面是一个“预设”文本框。它输入的数值为装置的开始位置，默认为“0”，一般不需更改。4.2.1.4在对话框的右上角是“直线测量”文本框。其中包括以下信息：a、“开始位置”：输入你要测量的目标开始位置的坐标；b、“终点位置”：输入你要测量的目标结束位置的坐标（设定的轴），确保“最终位置”比“开始位置”大；c、“点数”：输入运行点的数量，零点设为第一点；d、“测量次数”：输入这次测量的运行次数，通常为1～7（美国标准7次、VDI和ISO是5次、B5至少3次）；e、“只作顺向”选项：勾选“只作顺向”前面的方框，测量程序只作顺向测量、不作反向测量；不勾选，则测量程序既作顺向测量又作反向测量；f、“位置等分”选项：勾选“位置等分”前面的方框，表示每次的测量进给量是相等的；若你的进给增量是不规则的，则不勾选；g、“确认/编辑”按钮：点击这个按钮，在下方将会出现一个数据框，里面显示的是你要测量的数据的获得步骤。确保你的增量是正确的，如果有增量需要被改为一个不规则的间隔，可以编辑这个框。点击需要修改的那个数据，然后按“Backspace”键，删除原有数据，重新输入你需要的数据，这时候上方的“位置等分”将会自动更正为不勾选，最后再次点击“确认/编辑”按钮即可；h、“自动温度补偿”和“连续自动温度补偿更新”选项：因为没有外接传感器，所以这两项为不勾选；i、“手动”选项：选择“手动”选项，测量为手动测量，你需要在每个被测点按下回车键或者点击鼠标后，测量仪才能开始测量，而后记录数据；j、“自动”选项：勾选“自动”选项，该软件在每个测量点，待反射镜（被测目标）的速度下降到设定的速度阀值、在指定的触发暂停时间内是静止的，并且反射镜的位移误差小于设定的目标窗口值时，开始自动收集数据，具体参照4.2.1.5；k、“动态采集”选项：因为LICS-100型测量仪的长度测量没有自动采集能力，所以此选项是灰色图标，不考虑；l、“工件程序”按钮：点击“工件程序”按钮，界面会出现一个文本框（如图11），编辑这个文本框，点击“OK”按钮后，会生成一个样本工件程序图10文件。通过这个程序文件可控制被测设备做2个或3个动作，即移动一个确定的增量、移动一个确定的增量后有一个暂停时间（一般化为6秒，因为本设备的稳定时间一般为3～5秒）以及在开始位置和终点位置各增加一个大于双倍的目标窗口值的反向运动（在4.2.1.5d“反向间隙”勾选的情况下）。把这个程序复制到被测设备的控制系统中，运行后便可移动机器开始测量（这个程序在被测设备的控制系统中必须是可读的）。在实际测量中，由于这个程序在被测设备的控制系统中通常不可读，所以一般由被测设备控制系统供应商编写一个新的程序来代替这个程序，使被测设备达到规定的动作要求。因为规定的动作是实现4.2.1.4j“自动”测量的前提，所以这个程序文件或者新的程序文件是必须的；4.2.1.5在“直线测量”下面是“自动测量”文本框，“自动测量”文本框仅在“自动”选项(4.2.1.4j)勾选的情况下，才会显示，即其仅仅对自动测量有效。其中：a、“目标窗口”：设定一个数值，规定反射镜