针对自由曲面测量问题，构建了一套高精度大量程激光差动共焦传感器。该传感器基于激光差动共焦原理，利用归一化单点定焦模型减小被测表面倾斜角度、反射率的影响，结合非等距分数阶累加预测算法预判焦点位置，实现快速跟踪定焦。将气浮导轨与PZT结合拓展轴向扫描范围。实验表明，该传感器轴向分辨力优于3nm,可测量表面倾斜角度达22°,轴向扫描范围达50mm,差动曲线的过零点标准偏差为5.7nm,有良好的重复性。该传感器为自由曲面的面型轮廓测量提供了一种新的方法。
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