Inline-fähige Weißlichtinterferometrie mit integrierter Schwingungskompensation
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Stanislav Tereschenko
Dr.-Ing. Stanislav Tereschenko ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Messtechnik der Universität Kassel, Fachbereich 16 Elektrotechnik/Informatik. Hauptarbeitsgebiete: Weißlichtinterferometrie (WLI), Störschwingungskompensation in der WLI, Signalverarbeitung in der WLI.
und
Peter Lehmann
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Lehmann ist Leiter des Fachgebiets Messtechnik der Universität Kassel, Fachbereich 16 Elektrotechnik/Informatik. Hauptarbeitsgebiete: Optische Messtechnik, Interferometrie, Faseroptische Sensoren.
Zusammenfassung
Weißlichtinterferometer sind weit verbreitete Messgeräte zur Erfassung von 3D-Mikrotopographien. Der Einsatz solcher Messgeräte in maschinennaher Umgebung abseits schwingungsgedämpfter Labore wird durch Umgebungsschwingungen erschwert oder sogar unmöglich gemacht. In diesem Beitrag wird ein passives Kompensationsverfahren am Beispiel von zwei interferometrischen Sensoren vorgestellt, mit dem der Einfluss beliebiger sowohl periodischer als auch transienter axialer Störschwingungen auf interferometrische Weißlichtmessungen kompensiert werden kann. Durch die zeitlich hochaufgelöste Abstandserfassung eines in das Weißlichtinterferometer integrierten Abstandsinterferometers werden alle Abweichungen von dem Soll-Tiefenscanverlauf gemessen und zur Korrektur der Weißlichtinterferenzsignale verwendet. Daraus wird anschließend mit etablierten Auswertealgorithmen die Oberflächentopographie berechnet. Die Schwingungskompensation wird anhand von Vergleichsmessungen mit und ohne Störschwingungen an verschiedenen Messobjekten demonstriert.
Abstract
Scanning white-light interferometers are widely used measuring instruments for 3D microtopography. Due to environmental vibrations the use of such devices in close-to-machine environments away from vibration-damped laboratories is difficult or even impossible. In this article we present a passive vibration compensation method using the example of two interferometric sensors, which can compensate for the influence of arbitrary periodic and transient axial vibrations on the interferometric white-light measurements. Due to the temporally high-resolution distance detection of a distance measuring laser interferometer integrated into the white-light interferometer, all deviations from the desired linear depth-scanning process are measured and this information is used to correct the white-light interference signals. From these, the surface topography is calculated by well-known evaluation algorithms. The vibration compensation is demonstrated based on comparative measurements with and without disturbing vibrations for different measuring objects.
Funding source: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Award Identifier / Grant number: LE 992/9-2
Funding statement: Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung des Projektes “3D-Analyse von Oberflächenschädigungen in metallischen Werkstoffen unter Ermüdungsbelastung” (Förderkennzeichen LE 992/9-2).
Über die Autoren
Dr.-Ing. Stanislav Tereschenko ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Messtechnik der Universität Kassel, Fachbereich 16 Elektrotechnik/Informatik. Hauptarbeitsgebiete: Weißlichtinterferometrie (WLI), Störschwingungskompensation in der WLI, Signalverarbeitung in der WLI.
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Lehmann ist Leiter des Fachgebiets Messtechnik der Universität Kassel, Fachbereich 16 Elektrotechnik/Informatik. Hauptarbeitsgebiete: Optische Messtechnik, Interferometrie, Faseroptische Sensoren.
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© 2019 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston
Artikel in diesem Heft
- Frontmatter
- Editorial
- XXXII. Messtechnisches Symposium des AHMT in Bremen
- Beiträge
- Methoden zur hyperspektralen Bildverarbeitung unter Einbezug von Nachbarschaftsinformation
- Inline-fähige Weißlichtinterferometrie mit integrierter Schwingungskompensation
- Verfahren zur kombinierten Form- und Zentrierprüfung mikrooptischer Asphären mit optischer Kohärenztomographie
- Evaluation und Justierung eines neuartigen, hochfrequent fokusabstandsmodulierten, fasergekoppelten, konfokalen Punktsensors für axial geregelte Oberflächenmessungen mit einem Nanokoordinatenmessgerät
- Intramolecular force-compensated hydrogel-based sensors with reduced response times
- Die Biometrie des Auges als Ursache für systematische Messabweichungen bei der akustischen Tonometrie
Artikel in diesem Heft
- Frontmatter
- Editorial
- XXXII. Messtechnisches Symposium des AHMT in Bremen
- Beiträge
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- Inline-fähige Weißlichtinterferometrie mit integrierter Schwingungskompensation
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- Evaluation und Justierung eines neuartigen, hochfrequent fokusabstandsmodulierten, fasergekoppelten, konfokalen Punktsensors für axial geregelte Oberflächenmessungen mit einem Nanokoordinatenmessgerät
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- Die Biometrie des Auges als Ursache für systematische Messabweichungen bei der akustischen Tonometrie
