文档介绍：表面粗糙度的测量方法1
表面粗糙度的测量
第一节表面粗糙度的评定参数
主要内容：
1、主要术语及定义
取样长度L
评定长度L
轮廓中线m
2、6就是用一狭窄的扁平光束以一定的倾斜角照射到被测表面上，光束在被测表面上发生反射，将表面微观不平度用显微镜放大成象进行观测的方法。图4-5是光切法的测量原理图。
若倾斜角取45°，则得：
h’=h/cos45°
若观测显微物镜的倍数V，则：
N＝Ｖh’
用显微镜测出象的大小N，即可求出h值：
　　　　　　h=N/(Vcos45°) 　　
测量表面粗糙度峰谷距离的原理与上述相同。
图4-5　光切原理
1．光切法原理：
图4-6 光切显微镜光路
2．测量仪器原理及定度
（1）原理
光切显微镜的光路原理如图4-6所示。用测微目镜量出a、a’的距离Ｎ，即可求出峰谷间的高度。
由于物镜分辨率及景深的限制，光切法测量范围一般为：Rz= (80～)m（旧国标3～9）。
式h=N/(Vcos45°)中有无理数，计算、使用不便，在仪器设计时采用机械方法加以有理化，其方法如图4-7所示。此时：
h= a/2V
式中:
a—用仪器测微目镜瞄准峰谷象高度N（图4-7
中十字线位置I与II）时两次读数差值；
h—表面粗糙度的某一峰谷高度；
V —所选用物镜的放大倍数。双管显微镜
双管显微镜视场图
双管显微镜
光切显微镜读数
（2）定度：
在光切显微镜上，把确定测微目镜的鼓轮上每小格所对应的被测峰谷高度值的过程叫作“定度”。(h= a/2V)
定度首先是求物镜的放大倍率。求物镜放大倍率的方法是用一个标准刻线尺（通常为专用附件，，共101条刻线）来测定各个物镜的实际放大率。如图4-8所示，物镜放大率为：
　　　　　　V=
令C=5/V，则：h=cn (um)
式中，n为测量峰谷高度时两次读数的差值（格数）。显然，上式使用简便。
C值的物理意义就是测微鼓轮一小格所对应的峰谷方向
　的高度值。
3．测量方法
测量前，选择相应的物镜（表4-2）并已知定度值C。然后调节显微镜使视场呈现清晰的狭缝象及表面象，且至狭缝象的一个边缘最清晰为止。
（1）测量Rz值
其测量方法应符合定义。 Rz值可按下式计算：
Rz=1/2C
（2）测量Ry值：
Ry=1/2C
三、干涉显微镜测量表面粗糙度
干涉显微镜测量原理：
　　联合运用干涉原理和显微放大原理。对测量面垂直高度方向的微观不平度通过光波干涉法进行放大测量，对表面粗糙度的水平参数通过显微放大系统测量。
干涉显微镜测量范围：Rz =m～m。
6JA干涉显微镜测量光路见图4-12。
干涉显微镜
1986年WYKO公司研制成功的TOPO非接触微表面测量系统。
测量精度达
自动完成测量。
Mirau干涉仪的改进：
R被固定在PZT上。
带有旋转检偏器测相的改进的微分干涉显微镜（清华）
垂直分辨率优于1nm，
Nomarski干涉显微镜及改进
图4-12 干涉显微镜光路
6JA干涉显微镜测量光路见图4-12。
四、触针法测量表面粗糙度
1．触针法的测量原理
触针法又称针描法，它是一种接触式测量方法，是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻轻划过以测量表面粗糙度的一种测量法。
将一个很尖的触针（半径可以做到微米量级的金钢石针尖）垂直安置在被测表面上作横向移动，由于工作表面粗糙不平，因而触针将随着被测表面轮廓形状作垂直起伏运动。将这种微小位移通过电路转换成电信号并加以放大和运算处理，即可得到工件表面粗糙度参数值；也可通过记录器描绘出表面轮廓图形，再进行数据处理，进而得出表面粗糙度参数值。这类仪器垂直方向的分辨率最高可达到几纳米。
适宜测量值为5—m范围内的表面粗糙度。
图4-15 轮廓仪的原理框图
2．电感轮廓仪
电感轮廓仪的传感器原理如图4-14所示。
图4-15为仪器的原理框图。