摘要：在邁克爾遜激光幹涉儀微位移和傾角的精密測量中，需要對真空度進行準确控制，否則會因變形、折射率和溫度等因素的影響帶來巨大波動，甚至會造成測量無法進行。本文介紹了真空度的自動化控制技術，詳細介紹了具體實施方案。
一、問題的提示作為一種高精密光學儀器，邁克爾遜激光幹涉儀得到了非常廣闊的應用，它可用于測量波長、氣體或液體折射率、厚度、位移和傾角，具備對長度、速度、角度、平面度、直線度和垂直度等的高精密測量。但在高精密測量中，邁克爾遜幹涉儀會受到氣氛環境的嚴重影響，為此一般将被測物放置在低壓真空環境中，如圖1所示，并對真空度進行精密控制，否則會帶來以下問題：
圖1 邁克爾遜激光幹涉儀典型測試系統結構
（1）測試環境的氣體折射率波動，會對精密測量帶來嚴重影響。如果采用專門的氣體折射率修正裝置，測量精度也隻能達到微米或亞微米量級，而無法實現更高精度的測量。
（2）如果真空腔室内有溫度變化，腔室内的氣壓也會劇烈變化，相應折射率也會發生劇烈波動而嚴重影響幹涉儀測量。
（3）在抽真空過程中，内外壓差會造成真空腔室的微小變形，同時也會造成光學窗口産生位移和傾斜，從而改變測量光路的光程。
（4）在有些變溫要求的測試領域，要求被測物能盡快的被加熱和溫度均勻，這就要求将真空度控制在一定水平，如100Pa左右，由此來保留對流和熱導熱傳遞能力。
總之，在邁克爾遜激光幹涉儀微位移和傾角的精密測量中，需要對真空度進行準确控制。本文将介紹真空度的自動化控制技術以及具體實施方案。
二、實施方案邁克爾遜激光幹涉儀測試過程中，真空度一般恒定控制在100kPa左右，并不随溫度發生改變。為此，拟采用如圖2所示的真空度控制系統進行實施，具體内容如下：
圖2 邁克爾遜激光幹涉儀測試真空度控制系統結構
（1）采用1torr量程的電容真空計進行真空度測量，其精度可達±0.2%。
（2）采用24位A/D采集的高精度PID真空壓力控制器，以匹配高精度真空壓力傳感器的測量精度，并保證控制精度。
（3）在真空腔室的進氣口安裝步進電機比例閥以精密調節進氣流量。
（4）控制過程中，真空泵開啟後全速抽取并保持抽速不變。然後對控制器進行PID參數自整定，使控制器自動調節比例閥的微小開度變化實現腔室真空度的精确控制。
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