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作者：孙振国1;李加福2;罗明哲2;李轶凡1;胡佳成1
单位：1.中国计量大学计量测试与仪器学院;2.中国计量科学研究院
摘要：在测量多个点的位移量的情况下，传统的光谱共焦位移测量方案需要使用机械位移台进行平面移动完成扫描式测量，由于多出一个机械移动的环节，必然影响测量效率。为在确保测量精度的同时，提高光谱共焦位移测量的效率，提出一种基于多通道光谱分析仪的光谱共焦位移测量方法。该方案以光纤束作为分光器件，避免不同通道光源之间的干扰，将单通道位移测量系统中的光谱分析仪替换为多通道光谱分析仪，以实现对多通道光信号的处理。其中多通道光谱分析仪以面阵电荷耦合器件（charge coupled device,CCD）作为探测器，以同时采集多路光信号。在数据处理时对多列像素的灰度值取平均，过滤峰值提取的噪声。实验采用白光光源、轴向色散镜筒和多通道光谱分析仪搭建系统，通过纳米位移台对测量系统进行标定和测量，共两个测量通道。标定和测量实验在500～700 nm的波长范围内进行，测量范围为0～150μm，根据实验结果可知，测量系统每一路的绝对误差均小于0.6μm。通过分辨力实验对系统的性能进行测评，每一路的分辨力均优于1μm。斜坡高度差测量实验，表明系统不需要借用机械位移台，也能实现扫描式测量。实验结果表明，基于新方法的位移测量系统是稳定可靠的。
关键词：计量学;光谱共焦;光谱分析仪;多通道;位移测量
基金资助：国家自然科学基金青年基金项目（52205579）; 国家市场监督管理总局能力建设项目（ANL2207）; 国家重点研发计划（YF-ZNCGB2227-1）
