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非接触式表面粗糙度仪和轮廓仪测量方法第1部分

用非接触式表面粗糙度仪测量表面粗糙度是一种间接反映被测表面信息而不影响被测表面形貌的方法。 这种方法的最大优点是测量装置中与被测表面直接接触的部分保护了测量装置,同时避免了因与测量装置直接接触而引入的测量误差。

轮廓固定_轮廓光_轮廓仪/

光切法

非接触式表面粗糙度仪轮廓仪的测量方法中,光切割法是利用光切割原理测量表面粗糙度的方法。 它将一束平行光以一定角度投射到被测表面上,与光表面轮廓相交的曲面图像反映了被测表面的微观表面。 该几何结构解决了测量工件表面微峰深度并避免与待测表面接触的问题。 因为它采用了轻切割的原理。

因此,可测量表面的轮廓峰谷的最大和最小高度受到景深和物镜分辨率的限制。 如果峰谷的高度超过一定范围,在目镜视场内就不能形成清晰的实像,导致测量失败或测量误差较大。 然而,这种方法由于其成本低且易于操作,仍然被广泛使用。

散斑法

单模半导体激光器La发出的光束经透镜发散后,被分束器S分成两路,一路照射待测表面O,另一路经透镜返回平面镜MS作为参考光和待测表面的返回。 。 光线在S会聚点再次干涉,干涉图案被CCD相机记录下来并存储在计算机中。

参考镜M连接到压电陶瓷(PZT),由计算机控制压电陶瓷来改变参考镜M的小位移W(x,y)。由于相位差对应于轮廓深度(即光学路径差),可以根据W(x,y)确定每个点的粗糙度。

激光散射图案通常反映激光照射表面的微观结构,但很难直接导出表面参数信息,特别是当用单色光照射粗糙表面时,由于形成非常粗糙的表面。 斑块并不完全由粗糙度决定,因此用斑块测量表面粗糙度时,它只适合在一定的范围内。

有些情况下,表面太光滑,电子散斑干涉仪无法测量,有时又可能因为表面太粗糙而无法测量,因此可以采用银灰色涂料作为辅助手段,高灵敏度的灵敏度形状差异条纹可高达 10 μm。

散光

测量原理是物体表面的照明光B被物镜在位置Qx处成像。 当光点与物镜之间的距离(光轴方向)变为A或C时,成像位置也分别移动至Px或Sx。 如果从中间面垂直于光轴观察光束,可以发现光束的直径也发生变化,即可以检测光束直径的变化量来确定光束的直径。光束。

仅在 Y 轴上插入物镜后面的图像位置。 柱面透镜Y轴在焦点方向的成像将向前移动到Py、Qy、Sy,光束将发散。 X轴和Y轴方向成像位置不同,光束呈椭圆形。 因此,当光点远离物镜时,它位于椭圆形的 Y 轴上。

相反,当靠近物镜时,它是一个椭圆形,其长轴在X轴上,并使用象限光电探测器(四光电二极管)作为传感器。 经过光电转换后,光束被放大并计算,即可得到与被测表面微小位移相对应的输出信号。 光束的分辨率可以达到纳米级,但测量范围较小。