防靜電工作臺 · 佰斯特

振幅

振動物體偏離平衡位置的最遠距離被稱為振幅，振幅在數(shù)值上表示最大位移的大小，在光學平臺系統(tǒng)中，當臺面受到外部力作用時，它離平衡位置的最大偏移量與多個因素之間存在復雜的非線性關系。這些因素包括光學平臺的結構、施加力量的大小和位置、瞬時加速度、速度、作用時間、臺面的剛性以及隔振系統(tǒng)的阻尼比等，如果要準確地定義振幅指標，必須明確上述特定的實驗條件，否則這些指標就沒有實際意義，在阻尼隔振的光學平臺上，振幅通常處于微米級，而氣浮式隔振平臺的振幅則通常在毫米甚至厘米的范圍內(nèi)，一些國際廠商如佰斯特并未對其光學平臺的振幅指標進行標示。

固有頻率

光學平臺的振動周期或頻率僅與系統(tǒng)的固有特性有關，而與初始條件或外部環(huán)境無關，這稱為光學平臺的固有頻率或固有周期，通常來說，固有頻率越低，系統(tǒng)的隔振效果越好。當外界的振動頻率與物體的固有頻率相吻合時，通常會發(fā)生共振現(xiàn)象，這種現(xiàn)象并不總是有益的，甚至可能引發(fā)嚴重后果，比如正常人體的固有頻率大約為7.5Hz，而身體的不同部位則有各自的固有頻率，例如內(nèi)臟在4至6Hz之間，頭部則在8至12Hz范圍內(nèi)，因此，次聲波（10-5至20Hz）對人體可能產(chǎn)生顯著的影響。固有頻率可以分為水平方向和豎直方向，通常，豎直方向的固有頻率對整體的隔振性能影響更大，而水平方向的固有頻率主要作為參考指標。

振動減弱時間

振動減弱時間也稱為衰減周期，它是指從某個特定時刻開始振動，到系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)所需的最短時間，如果將光學平臺簡化為彈簧振子，可以根據(jù)彈簧振子的回復力公式進行相關計算。增加彈簧的彈性系數(shù)k，對于阻尼隔振光學平臺，可以更換為硬度更高的阻尼材料；而對于充氣光學平臺，則可以適當提高空氣壓力?？刂乒鈱W平臺臺面的質(zhì)量，在保持剛度不變的前提下，臺面越輕，振動恢復的時間就越短，使用效果越好，佰斯特的光學平臺采用高品質(zhì)的鐵磁不銹鋼，臺面鋼板厚度為4到6毫米，既確保系統(tǒng)的剛性，又使整體重量適中，從而充分展現(xiàn)光學平臺優(yōu)異的隔振性能。

柔韌性撓度

撓度是指結構構件的中心線或中面因彎曲而產(chǎn)生的垂直位移，對于細長或薄型物體，撓度表征了其在承受外力后彎曲變形的程度，對細長物體（如梁或柱）而言，撓度表示在變形時其軸線上各點在法平面內(nèi)的位移情況，而對于薄板或薄殼，撓度的定義則是指在中面上各個點沿法線方向的位移量，通俗來說，它表示構件的垂直變形程度。撓度系數(shù)與剛性系數(shù)、抗拉強度和楊氏模量等都是描述材料特性的常數(shù)，在光學平臺的應用中，當其他條件保持一致而厚度不同的情況下，鋼板的厚度越大，撓度就會越小。

最大相對位移

光學平臺中提到的最大相對位移與精密位移臺的概念并不相同，光學平臺的最大相對位移主要指在特定測試條件和環(huán)境下，平臺自身的變形情況，例如，在一個隔絕外界振動的環(huán)境中，我們會在負載和空載的情況下，使用平面度檢測儀來測量平臺的變形，通常，光學平臺的尺寸為300mm×300mm，負載會放置在這一面積的中心，并且負載需符合一定的要求，比如設置為114公斤。光學平臺的最大相對位移值主要受平臺結構和材料剛性的影響，在相同測試條件下，如果光學平臺的結構與材料相似，通常最大相對位移的差異不大，佰斯特的光學平臺采用三層夾心結構，上表面厚度為4至6毫米，材料為鐵磁不銹鋼，在這種情況下，測試得到的最大相對位移在10^-7毫米級別，與國外同類產(chǎn)品的指標相當。

重復定位精度

光學平臺的重復定位精度與精密位移臺的相關概念有所不同，光學平臺的重復定位精度是指在無負載條件下及在特定條件下加負載和卸載后，最終穩(wěn)定時的高度差，該指標受到多個因素的影響，包括負載的大小、加載位置、加載速度、加速度，以及卸載時的速度和加速度等。對于充氣式光學平臺來說，另一個重要的條件是加載前后氣囊內(nèi)的空氣壓力、溫度和質(zhì)量必須保持恒定，在以上條件均得到滿足的情況下，佰斯特的光學平臺測試顯示，阻尼式光學平臺的重復定位精度可達到微米級，而氣浮式光學平臺的重復定位精度通常在亞毫米級。

表面平整度

光學平臺的平面度是指在單位面積內(nèi)，實際測量表面與理想平面之間的偏差，國際上，光學平臺的平面度標準通常為±0.1mm/600mm×600mm，而佰斯特的光學平臺則采用了精密磨削工藝，顯著提高了平面度指標，達到0.02至0.05mm/600mm×600mm。嚴格來說，光學平臺的平面度不會對其隔振性能產(chǎn)生影響，實際上，為了提高平面度，往往會影響光學平臺的隔振效果，原因如下：我們了解到，為了實現(xiàn)高平面度，光學平臺的臺面通常需要多次磨削，然而，這種重復的磨削過程容易引起材料的形變，為了解決這一問題，通常會選擇將臺面加厚，但根據(jù)我們對振動恢復時間的分析，增加臺面的厚度不僅會增加其質(zhì)量，還可能導致平臺的振動恢復時間成倍（甚至幾倍）延長，在許多精密光學實驗中，這種延長是不可接受的。光學平臺的磨削精度有限，通常其加工精度在±0.01mm/600mm×600mm左右，折算成平方米約為±0.03mm/m2，然而，這種平面度與大理石平臺的平面度相差很大，大理石平臺的平面度根據(jù)不同等級可分為幾個標準：000級（平面度≤3μm/m2）、00級（平面度≤5μm/m2）、0級（平面度≤10μm/m2），換句話說，光學平臺中即便是平面度最優(yōu)的產(chǎn)品，其精度也遜色于最低等級的大理石平臺多個數(shù)量級，因此，如果您需要一個高平面度的工作臺面，建議您選擇大理石平臺。在光學平臺的使用中，平面度的實際意義不大，即便假設我們有一個完全平坦的表面（實際上這是不可能實現(xiàn)的），如果這個表面的尺寸為2000mm×1000mm×200mm，那么在進行水平調(diào)整時，水平儀的最小刻度為±30′，假設調(diào)整后的水平方向精度為5′，對于長度為2000mm的平臺，兩端的高度差可以通過公式計算：2000×tan（5′）大約為2.9mm，這表明，即使平臺被認為是完全平坦的，經(jīng)過調(diào)整后，平臺兩端在長度方向上的高度差仍可能達到3mm，因此，在實際應用中，平面度的相關指標并沒有什么實質(zhì)性的意義。對于光學平臺上的光學元器件來說，平面度造成的高度差一般可以忽略，如果確實需要考慮高度差，可以使用卓立精密調(diào)整的位移臺來處理，因此，光學平臺的平面度與其隔振性能并沒有直接的關系，平面度只能作為光學平臺的一個輔助參考指標。

表面粗糙度

某些廠家在光學平臺的指標中，關于表面粗糙度的標稱概念常常存在誤解，根據(jù)國家標準GB/T3505-2000，評估表面粗糙度時使用了多種參數(shù)，其中最常用的是輪廓算術平均偏差Ra，輪廓算術平均偏差Ra指的是在取樣長度范圍內(nèi)，測量方向（z方向）上輪廓線各點與基準線之間距離絕對值的算術平均值。僅僅標注Ra的值而不說明取樣長度，這樣的標示就失去了其意義，且可能會誤導消費者，例如，標稱表面粗糙度為0.5～0.8μm，但如果取樣長度為10mm、1mm和0.1mm，實際表面粗糙度的差異可能會達到幾倍之多！根據(jù)GB1031的建議：當取樣長度為0.25mm時，精密和超精密加工表面的粗糙度Ra應大于0.02～0.1μm；而當取樣長度為0.8mm時，普通精加工表面的Ra應大于0.1～2μm。根據(jù)上述說明，當取樣長度為0.8mm，且表面粗糙度在0.5到0.8μm范圍內(nèi)時，表面加工的精度可視為普通水平，佰斯特的光學平臺，其表面粗糙度的實際測量結果均符合GB1031中推薦的標準。此外，表面粗糙度通常被用作評估小型零件表面質(zhì)量的指標，屬于微觀幾何形狀誤差的范疇，加工表面的粗糙度是多種因素（如機床、刀具、工件系統(tǒng)、加工方法、切削參數(shù)以及冷卻潤滑液）的綜合結果，這些因素之間的相互作用過程非常復雜且時時變化。因此，如果采用不同的加工方式，或者在相同的加工工藝和條件下制造同一批零件，則其各個表面及不同部位的粗糙度值會有所不同，此外，類似于之前提到的平面度，表面粗糙度與光學平臺的隔振性能之間并沒有直接的關系，因此，佰斯特及其他國外廠家并未在光學平臺上標注表面粗糙度。

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