在自由曲面测量的前沿技术探索中，激光位移传感器展现出独特的魅力。然而，其测量精度往往会受到测点倾角这一关键因素的挑战。为此，西安交通大学李兵、孙彬、陈磊、魏翔团队深入研究，提出了一种创新的倾角误差量化模型（基于激光三角法原理），通过剖析光路几何关系，揭示了误差的根源。
他们首先通过精密的校准实验，对激光位移传感器的性能进行了细致分析。实验结果显示，通过误差模型的补偿，传感器的精度得到了显著提升。这一发现表明，对倾角误差的有效控制是提升自由曲面测量精度的关键所在。
在实际应用中，团队将焦点转向非球面凸透镜的测量，他们开发了一种计算自由曲面倾角的独特方法。这种方法不仅修正了测量数据，而且极大地降低了误差，确保了测量结果的准确性和可靠性。实验数据显示，倾角误差模型的有效性经受住了考验，将误差控制在了微米级，达到了10μm以内，充分满足了自由曲面测量的高精度需求。
在理想漫散射条件下，他们进一步探讨了激光位移传感器在不同入射角度α下的光能质心线投影点C的离轴距离，发现随着α的增大和景深的增加，测量误差也随之增加，且误差的符号与位移呈特定关系。通过应用朗伯定理的理论优化，他们在测量精度上取得了突破。
实验中，他们利用高精度激光干涉仪作为校准标准，通过调整正弦规和干涉仪的位置，实现了对倾角误差的精确补偿。这种严谨的方法确保了传感器在复杂曲面测量中的高精度，为实际工程应用提供了强有力的支持。
总的来说，西安交通大学的研究团队不仅揭示了激光位移传感器在自由曲面测量中的挑战，而且通过创新的误差补偿策略，成功提升了测量精度，为光学测量领域开辟了新的可能性。他们的研究成果，无疑是推动自由曲面测量技术发展的重要里程碑。