本文介绍了一种基于激光干涉测长和三角正弦原理的硬盘弹性臂弯曲角度测量系统,该系统将角度的测量转换为测量干涉光路中光程差变化的线位移,并通过相应电路对干涉条纹进行处理,从而实现了对大角度的测量。与以往类似系统相比,该系统具有结构简单、测量精度高、测角范围大、易于数字化等特点。
1、前言
硬盘磁头弹性臂静态姿态测量是硬盘生产过程中的关键工序，传统上主要的测量方法有:利用光栅莫尔条纹现象的光栅角度传感器、码盘测角;利用电磁原理工作电磁传感器如电容式角度和角位移传感器、感应同步器、磁栅式传感器测角等等。但是,在有些情况下, 传统的测量方法和技术对大角度或角位移进行高精度测量不能很好地满足要求。众所周知,干涉技术在精密测量中已获得了非常广泛的应用,特别是激光的出现及激光技术的发展,使这项技术在精密测量中的应用突破了以往由于缺乏高亮度、单色性好的光源的局限性,大大地促进了干涉仪在测量中的应用, 从而使利用光波干涉技术进行测量逐渐成为科研与生产中精密测量的主要手段之一。再者，由于薄片零件很薄 ,在接触力的作用下会变形而产生很大的测量误差 ,所以只能用非接触方法进行检测。角度可以表示为长度之比,长度的变化可以用激光干涉条纹数的变化来表示,因此，本文提出了一种基于激光干涉测长技术的非接触式测角系统对硬盘磁头弹性臂的弯曲情况进行测量,并对其系统构成和测量原理进行相应的分析。
2、系统介绍
利用激光干涉技术测量弯曲角度的系统很多。一般地,此类系统主要由激光器、干涉仪、光电探测器及信号处理电路和显示打印系统组成,图1是此类系统的组成原理框图。
3、测量原理
该角度干涉仪是利用激光干涉测位移和三角正弦原理来测量角度的仪器。如图2所示，激光器１发出的激光光束经移动式转向反射镜２反射至分光器３，激光束被分成两路。一路沿光路a射向参考镜5，一路沿光路b经五棱镜４转向，射向目标角锥棱镜6，然后这两束光按原路返回分光器3并产生干涉。角锥棱镜5、6被固定在旋转工作台7上。测量时，把目标镜与被测对象固联，参考镜固定不动，当目标镜随被测对象移动时，两路光束的光程差即发生变化，干涉条纹也将发生明暗交替变化。若用光电探测器接收，当被测对象移动时，光电探测器将接收条纹的移动并通过后级电路将其转换为电脉冲,通过可逆计数系统对脉冲计数以达到计量角度的目的。
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