傳統表面粗糙度測量儀的工作原理

傳統表面粗糙度測量儀的工作原理
1.1 針描法
針描法又稱觸針法。當觸針直接在工件被測表面上輕輕劃過時，由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸針將在垂直于被測輪廓表面方向上產生上下移動，把這種移通過電子裝置把信號加以放大，然后通過指零表或其它輸出裝置將有關粗糙度的數據或圖形輸出來。
1.2 儀器的工作原理
采用針描法原理的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成，
電感傳感器是輪廓儀的主要部件之一，其工作原理見圖2，在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針，觸針曲率半徑r很小，測量時將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅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，將產生上下移動。此運動經支點使磁芯同步地上下運動，從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發生變化。
經過噪聲濾波和波度濾波以后，剩下來的就是與被測表面粗糙度成比例的信號，再經平均表放大器后，所輸出的電流I與被測表面輪廓各點偏離中線的高度y的值成正比，然后經積分器完成 的積計算，得出Ra值，由指零表顯示出來。
這種儀器適用于測定0.02-10μm的Ra值，其中有少數型號的儀器還可測定更小的參數值，儀器配有各種附件，以適應平面、內外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測量。測量迅速方便，測值精度高。
2、傳統表面粗糙度測量儀的不足
傳統表面粗糙度測量儀存在以下幾個方面的不足：
（1）測量參數較少，一般僅能測出Ra、Rz、Ry等少量參數；
（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）測量結果的輸出不直觀。
造成上述幾個方面不足的主要原因是：系統的可靠性不高，模擬信號的誤差較大且不便于處理等。
3、 對傳統表面粗糙度測量儀的改進
3.1 傳統表面粗糙度測量儀的改進方案
為了克服傳統表面粗糙度測量儀的不足，應該采用計算機系統對其進行改進。例如，英國蘭克精密機械有限公司制造的“泰呂塞夫（TALYSURF）”10型和我國哈爾濱量具刃具廠制造的2205型表面粗糙度測量儀就采用了計算機系統，使其性能較之傳統表面粗糙度測量儀有極大的提高。其基本原理如圖4所示，從相敏整流輸出的模擬信號，經過放大及電平轉換之后進入數據采集系統，計算機自動地將其采集的數據進行數字濾波和計算，得到測量結果，測量結果及輪廓圖形在顯示器顯示或打印輸出。