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水准标尺是现代水准测量系统的重要部件,其精度高、稳定性强,在世界各国中受到广泛应用。中国国家标准要求水准尺分化误差小于13μm,该值的大小直接影响到水准测量结果的准确度,设法提高水准标尺的制造精度一直是人们研究的难题。 水准标尺的刻划系统是以激光干涉仪作为长度测量工具,激光干涉仪是以激光波长作为长度基准。在刻划过程中,激光波长由于受到外界环境(温度、湿度、大气压强、精度,这对生产高精度的水准标尺是不利的。因此提出了对激光波长采取实时补偿的方法,来达到提高刻划精度的目的。 本文介绍了水准标尺的制造和检测方法,对比了不同的长度测量工具,体现了以激光波长为基准进行干涉测量的优越性;详细分析了激光干涉法原理和激光波长修正原理,外界环境对激光波长的影响中重要因素是温度,分析系统所在环境温度场分布,建立了温度场模型,运用了动态法波长修正方案,获取最佳的温度值;设计了激光干涉法环境参数采集系统,并通过串口通信方式,利用上位机软件的控制,能够实现对每点大气参数的实时检测,并通过其进行数据处理,能够获取实时的波长补偿值,达到在线修正的目的。 最后,本文进行了系统测试的对比试验,实验结果表明:(1)多点测量的温度曲线与单点测量的温度曲线相对比,多点测量的温度曲线更接近温度场模型的结果;(2)实时的数据补偿与不实时数据补偿相对比,实时的数据补偿更能体现激光波长的真实值。这对于提高刻划精度具有十分重要的意义。