表面粗糙度測量儀

軟件處理部分主要有兩個(gè)模塊，分別是數(shù)據(jù)處理模塊和文件處理模塊。在數(shù)據(jù)處理模塊中主要論述了表面粗糙度的參數(shù)和圖形、輪廓評定基準(zhǔn)線和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的算法，最后利用定標(biāo)算法、誤差分析，對表面粗糙度測量系統(tǒng)做出綜合評價(jià)。在文件處理模塊中主要介紹了對數(shù)據(jù)文件的打開、保存、打印以及圖形的處理。

硬件部分則由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成。

表面粗糙度的測量方法基本上可分為接觸式測量 和非接觸式測量兩類。在接觸式測量中主要有比較法、印模法、觸針法等；非接觸測量方式中常用的有光切法、實(shí)時(shí)全息法、散斑法、像散測定法、光外差法、 AFM、光學(xué)傳感器法等。

觸針式表面粗糙度測量儀是最常用、最方便、 最可靠的表面粗糙度測量儀，并且一直是各國國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)。根據(jù)傳感器的不同原理，觸針式粗糙度儀可分為電感式、壓電式、光電式、 激光式和光柵式等，還可以分為有導(dǎo)頭式和無導(dǎo)頭式。導(dǎo)頭式粗糙度儀僅限用于測量表面粗糙度，而無導(dǎo)頭式粗糙度儀除可用于測量表面粗糙度外，還可用于 測量表面波紋度和表面幾何形狀。

主要存在以下幾個(gè)方面的不足: 1）測量參數(shù)較少,一般僅能測出Ra 、Rz 、Ry 等少量參數(shù)； 2）測量精度較低,測量范圍較小，Ra值的范圍一般為0.02~10μm左右；3）測量方式不靈活，例如評定長度的選取，濾波器的選擇等；4） 測量參數(shù)的處理速度慢，輸出不直觀。

造成上述幾個(gè)方面不足的主要原因是：系統(tǒng)的可靠性不高，模擬信號的誤差 較大且不便于處理，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力弱，算法不夠簡單有效

評價(jià)粗糙度參數(shù)的根據(jù)是粗糙度輪廓，是對原始輪廓用一個(gè)輪廓濾波器，抑制掉長波成份而得到。

反映加工表面粗糙度特性的最小長度。2、濾波器的高、低通取樣長度和帶寬比的選用也對測量結(jié)果有著十分重要的影響。取樣波長是表面形貌測量時(shí)，儀器響應(yīng)的表面特性（ 表面波長） 的最長間距，其范圍通常是 0.08mm～ 8mm。

電感傳感器是輪廓儀的主要部件之一，在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針，觸針尖端曲率半徑很小，測量時(shí)將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅(qū)動器以一定的速度拖動傳感 器。由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸狀在被測表面滑行時(shí)，將產(chǎn)生上下移動。此運(yùn)動經(jīng)支點(diǎn)使磁芯同步地 上下運(yùn)動，從而使包圍在磁芯外面的兩個(gè)差動電感線圈的電感量發(fā)生變化。傳感器的線圈與測量線路是直接接入平衡電橋的，線圈電感量的變化 使電橋失去平衡，于是就輸出一個(gè)和觸針上下的位移量成正比的信號，經(jīng)電子裝置將這一微弱電量的變化 放大、相敏檢波后，獲得能表示觸針位移量大小和方向的信號。此后，將信號分成三路：一路加到指零表上， 以表示觸針的位置，一路輸至直流功率放大器，放大后推動記錄器進(jìn)行記錄；另一路經(jīng)濾波和平均表放大器 放大之后，進(jìn)入積分計(jì)算器，進(jìn)行積分計(jì)算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。

表面粗糙度測量儀硬件改進(jìn)

傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成，從輸入到輸出全過程均為模擬信號。而在傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀的基礎(chǔ)上，采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對其進(jìn)行改進(jìn)后，通過 模- 數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，使得儀器在測量參數(shù)的數(shù)量、測量精度、測量方式 的靈活性、測量結(jié)果輸出的直觀性等方面有了極大的提高。

表面粗糙度測量儀軟件改進(jìn)

軟件的結(jié)構(gòu)如下：(1) 測量條件設(shè)置模塊：完成測量條件的設(shè)置，如垂直放大倍數(shù)的選取、取樣長度及行程長度的選取 等。(2) 測量控制模塊：該模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測傳感器與工件的相對位置，控制傳感器橫向和縱向的運(yùn)動。(3) 參數(shù)處理模塊：對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波（高斯濾波，2RCL 濾波等）求中線后進(jìn)行參數(shù) 的計(jì)算。 (4) 結(jié)果顯示：將計(jì)算得到的粗糙度參數(shù)顯示出來，并繪制波形曲線。(5) 文件操作模塊：實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)寫入用戶指定的磁盤位置，以及將歷史數(shù)據(jù)調(diào)出并可重新進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理的功能。(6) 打印輸出模塊：可設(shè)置工件名稱、操作者姓名、日期，選擇需要打印的參數(shù)及波形名稱，即 可生產(chǎn)檢定報(bào)告單，并可以打印輸出 。

中文名稱

表面粗糙度測量儀器

英文名稱

surface roughness measuring instrument

定　　義

測量工件表面粗糙程度的儀器。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），量具與量儀（二級學(xué)科），量儀（三級學(xué)科）

表面粗糙度測量儀2206B型基本配置

●立柱

●驅(qū)動箱

●傳感器（標(biāo)準(zhǔn)、剛性）

●電箱

●微機(jī)、打印機(jī)

●V型工作臺

●微型工作臺

●調(diào)斜工作臺

表面粗糙度測量儀2206B型可選附件

●深槽粗糙度傳感器

●圓弧粗糙度傳感器

●萬向工作臺

●平口鉗

D.儀器外形尺寸與重量：

儀器凈重..................................260kg

儀器毛重..................................360kg

儀器外形尺寸...............1620mm×420mm×640mm

包裝外形尺寸.............1590mm×1150mm×1065mm2100433B