Para melhorar a precisão da medição da linearidade na medição de cinco graus de liberdade de guias longas, foram estudados o caminho óptico da unidade de medição da linearidade, o modelo de erro e o método de calibração do dispositivo de medição de cinco graus de liberdade. Durante a medição em longas distâncias, o desvio angular do feixe de referência causa erros graves de linearidade. No caminho óptico, foi adotada uma estrutura de objetiva telescópica para medir o desvio angular. Em comparação com uma única lente, esta pode aumentar a distância focal em um espaço limitado, fazendo com que a distância focal combinada seja maior que o tamanho mecânico, melhorando a precisão da medição e aumentando a estabilidade por meio de compensação; foi analisado o erro induzido pela interferência angular e estabelecido um modelo de compensação baseado nos valores de medição angular do dispositivo; utilizou-se um detector de quadrantes como sensor de medição de linearidade. Para resolver os problemas de aumento da não linearidade da medição do sensor com o aumento da faixa e a variação não linear da sensibilidade durante o movimento da guia longa, foi proposto um método de calibração segmentada que combina ajuste polinomial e interpolações spline cúbicas. Os resultados experimentais mostram que, na distância de medição de 5 m e faixa de ±400 μm, o desvio padrão do erro é inferior a 0,3 μm, com desvio inferior a ±0,5 μm em 3 horas, em comparação com os resultados do interferômetro a laser. Isso atende aos requisitos de medição da linearidade da guia longa em termos de ampla faixa, alta precisão e alta estabilidade.

desvio do feixe;interferência angular;detector de quadrantes;longa distância;ajuste polinomial;interpolações spline cúbicas