轻松上手：全面深入解析光学平台的关键术语知识_佰斯特POUSTO

振幅

振动物体偏离平衡位置的最远距离被称为振幅，振幅在数值上表示最大位移的大小，在光学平台系统中，当台面受到外部力作用时，它离平衡位置的最大偏移量与多个因素之间存在复杂的非线性关系。这些因素包括光学平台的结构、施加力量的大小和位置、瞬时加速度、速度、作用时间、台面的刚性以及隔振系统的阻尼比等，如果要准确地定义振幅指标，必须明确上述特定的实验条件，否则这些指标就没有实际意义，在阻尼隔振的光学平台上，振幅通常处于微米级，而气浮式隔振平台的振幅则通常在毫米甚至厘米的范围内，一些国际厂商如佰斯特并未对其光学平台的振幅指标进行标示。

固有频率

光学平台的振动周期或频率仅与系统的固有特性有关，而与初始条件或外部环境无关，这称为光学平台的固有频率或固有周期，通常来说，固有频率越低，系统的隔振效果越好。当外界的振动频率与物体的固有频率相吻合时，通常会发生共振现象，这种现象并不总是有益的，甚至可能引发严重后果，比如正常人体的固有频率大约为7.5Hz，而身体的不同部位则有各自的固有频率，例如内脏在4至6Hz之间，头部则在8至12Hz范围内，因此，次声波（10-5至20Hz）对人体可能产生显著的影响。固有频率可以分为水平方向和竖直方向，通常，竖直方向的固有频率对整体的隔振性能影响更大，而水平方向的固有频率主要作为参考指标。

振动减弱时间

振动减弱时间也称为衰减周期，它是指从某个特定时刻开始振动，到系统恢复到初始状态所需的最短时间，如果将光学平台简化为弹簧振子，可以根据弹簧振子的回复力公式进行相关计算。增加弹簧的弹性系数k，对于阻尼隔振光学平台，可以更换为硬度更高的阻尼材料；而对于充气光学平台，则可以适当提高空气压力。控制光学平台台面的质量，在保持刚度不变的前提下，台面越轻，振动恢复的时间就越短，使用效果越好，佰斯特的光学平台采用高品质的铁磁不锈钢，台面钢板厚度为4到6毫米，既确保系统的刚性，又使整体重量适中，从而充分展现光学平台优异的隔振性能。

柔韧性挠度

挠度是指结构构件的中心线或中面因弯曲而产生的垂直位移，对于细长或薄型物体，挠度表征了其在承受外力后弯曲变形的程度，对细长物体（如梁或柱）而言，挠度表示在变形时其轴线上各点在法平面内的位移情况，而对于薄板或薄壳，挠度的定义则是指在中面上各个点沿法线方向的位移量，通俗来说，它表示构件的垂直变形程度。挠度系数与刚性系数、抗拉强度和杨氏模量等都是描述材料特性的常数，在光学平台的应用中，当其他条件保持一致而厚度不同的情况下，钢板的厚度越大，挠度就会越小。

最大相对位移

光学平台中提到的最大相对位移与精密位移台的概念并不相同，光学平台的最大相对位移主要指在特定测试条件和环境下，平台自身的变形情况，例如，在一个隔绝外界振动的环境中，我们会在负载和空载的情况下，使用平面度检测仪来测量平台的变形，通常，光学平台的尺寸为300mm×300mm，负载会放置在这一面积的中心，并且负载需符合一定的要求，比如设置为114公斤。光学平台的最大相对位移值主要受平台结构和材料刚性的影响，在相同测试条件下，如果光学平台的结构与材料相似，通常最大相对位移的差异不大，佰斯特的光学平台采用三层夹心结构，上表面厚度为4至6毫米，材料为铁磁不锈钢，在这种情况下，测试得到的最大相对位移在10^-7毫米级别，与国外同类产品的指标相当。

重复定位精度

光学平台的重复定位精度与精密位移台的相关概念有所不同，光学平台的重复定位精度是指在无负载条件下及在特定条件下加负载和卸载后，最终稳定时的高度差，该指标受到多个因素的影响，包括负载的大小、加载位置、加载速度、加速度，以及卸载时的速度和加速度等。对于充气式光学平台来说，另一个重要的条件是加载前后气囊内的空气压力、温度和质量必须保持恒定，在以上条件均得到满足的情况下，佰斯特的光学平台测试显示，阻尼式光学平台的重复定位精度可达到微米级，而气浮式光学平台的重复定位精度通常在亚毫米级。

表面平整度

光学平台的平面度是指在单位面积内，实际测量表面与理想平面之间的偏差，国际上，光学平台的平面度标准通常为±0.1mm/600mm×600mm，而佰斯特的光学平台则采用了精密磨削工艺，显著提高了平面度指标，达到0.02至0.05mm/600mm×600mm。严格来说，光学平台的平面度不会对其隔振性能产生影响，实际上，为了提高平面度，往往会影响光学平台的隔振效果，原因如下：我们了解到，为了实现高平面度，光学平台的台面通常需要多次磨削，然而，这种重复的磨削过程容易引起材料的形变，为了解决这一问题，通常会选择将台面加厚，但根据我们对振动恢复时间的分析，增加台面的厚度不仅会增加其质量，还可能导致平台的振动恢复时间成倍（甚至几倍）延长，在许多精密光学实验中，这种延长是不可接受的。光学平台的磨削精度有限，通常其加工精度在±0.01mm/600mm×600mm左右，折算成平方米约为±0.03mm/m2，然而，这种平面度与大理石平台的平面度相差很大，大理石平台的平面度根据不同等级可分为几个标准：000级（平面度≤3μm/m2）、00级（平面度≤5μm/m2）、0级（平面度≤10μm/m2），换句话说，光学平台中即便是平面度最优的产品，其精度也逊色于最低等级的大理石平台多个数量级，因此，如果您需要一个高平面度的工作台面，建议您选择大理石平台。在光学平台的使用中，平面度的实际意义不大，即便假设我们有一个完全平坦的表面（实际上这是不可能实现的），如果这个表面的尺寸为2000mm×1000mm×200mm，那么在进行水平调整时，水平仪的最小刻度为±30′，假设调整后的水平方向精度为5′，对于长度为2000mm的平台，两端的高度差可以通过公式计算：2000×tan（5′）大约为2.9mm，这表明，即使平台被认为是完全平坦的，经过调整后，平台两端在长度方向上的高度差仍可能达到3mm，因此，在实际应用中，平面度的相关指标并没有什么实质性的意义。对于光学平台上的光学元器件来说，平面度造成的高度差一般可以忽略，如果确实需要考虑高度差，可以使用卓立精密调整的位移台来处理，因此，光学平台的平面度与其隔振性能并没有直接的关系，平面度只能作为光学平台的一个辅助参考指标。

表面粗糙度

某些厂家在光学平台的指标中，关于表面粗糙度的标称概念常常存在误解，根据国家标准GB/T3505-2000，评估表面粗糙度时使用了多种参数，其中最常用的是轮廓算术平均偏差Ra，轮廓算术平均偏差Ra指的是在取样长度范围内，测量方向（z方向）上轮廓线各点与基准线之间距离绝对值的算术平均值。仅仅标注Ra的值而不说明取样长度，这样的标示就失去了其意义，且可能会误导消费者，例如，标称表面粗糙度为0.5～0.8μm，但如果取样长度为10mm、1mm和0.1mm，实际表面粗糙度的差异可能会达到几倍之多！根据GB1031的建议：当取样长度为0.25mm时，精密和超精密加工表面的粗糙度Ra应大于0.02～0.1μm；而当取样长度为0.8mm时，普通精加工表面的Ra应大于0.1～2μm。根据上述说明，当取样长度为0.8mm，且表面粗糙度在0.5到0.8μm范围内时，表面加工的精度可视为普通水平，佰斯特的光学平台，其表面粗糙度的实际测量结果均符合GB1031中推荐的标准。此外，表面粗糙度通常被用作评估小型零件表面质量的指标，属于微观几何形状误差的范畴，加工表面的粗糙度是多种因素（如机床、刀具、工件系统、加工方法、切削参数以及冷却润滑液）的综合结果，这些因素之间的相互作用过程非常复杂且时时变化。因此，如果采用不同的加工方式，或者在相同的加工工艺和条件下制造同一批零件，则其各个表面及不同部位的粗糙度值会有所不同，此外，类似于之前提到的平面度，表面粗糙度与光学平台的隔振性能之间并没有直接的关系，因此，佰斯特及其他国外厂家并未在光学平台上标注表面粗糙度。