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      传统表面粗糙度测量仪的工作原理

      时间:2014-10-30 11:51来源:未知 作者:liuling 点击:
      表面质量的特性零件最重要的特性之一,在计量科学中表面质量的检测具有重要的地位。最早们是用标准样件或样块,通过肉眼观察或用手触摸,对表面粗糙度做出定性的综合评定。1929年德的施马尔茨(G.Schmalz)首先对表面微观不平度的深度进行了定量测量。1936年美国的艾卜
      表面质量的特性零件最重要的特性之一,在计量科学中表面质量的检测具有重要的地位。最早们是用标准样件或样块,通过肉眼观察或用手触摸,对表面粗糙度做出定性的综合评定。1929年德的施马尔茨(G.Schmalz)首先对表面微观不平度的深度进行了定量测量。1936年美国的艾卜特(E.J.Abbott)研制成功第一台车间用的测量表面粗糙度的轮廓仪。1940年英国Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度测量仪“泰吕塞夫(TALYSURF)”。以后,各国又相继研制出多种测量表面粗糙度的仪器。目前,测量表面粗糙度常用的方法有:比较法、光切法、干涉法、针描法和印模法等,而测量迅速方便、测值精度较高、应用最为广泛的就是采用针描法原理的表面粗糙度测量仪。本文将详细讨论表面粗糙度测量仪的原理及其改进方案。
       
       
      1 传统表面粗糙度测量仪的工作原理
       
       
      1.1 针描法
       
       
      针描法又称触针法。当触针直接在工件被测表面上轻轻划过时,由于被测表面轮廓峰谷起伏,触针将在垂直于被测轮廓表面方向上产生上下移动,把种移通过电子装置把信号加以放大,然后通过指零表或其它输出装置将有关粗糙度的数据或图形输出来。
       
       
      .2 仪器的工作原理
       
       
      采用针描法原理的表面粗糙度测量仪由传感器、驱动器、指零表、记录器和工作台等主要部件组成,
       
       
      电感传感器是轮廓仪的主要部件之一,在传感器测杆的一端装有金刚石触针,触针尖端曲率半径r很小,测量时将触针搭在工件上,与被测表面垂直接触,利用驱动器以一定的速度拖动传感器。由于被测表面轮廓峰谷起伏,触状在被测表面滑行时,将产生上下移动。此运动经支点使磁芯同步地上下运动,从而使包围在磁芯外面的两个差动电感线圈的电感量发生变化。 传感器的线圈与测量线路是直接接入平衡电桥的,线圈电感量的变化使电桥失去平衡,于是就输出一个和触针上下的位移量成正比的信号,经电子装置将这一微弱电量的变化放大、相敏检波后,获得能表示触针位移量大小和方向的信号。此后,将信号分成三路:一路加到指零表上,以表示触针的位置,一路输至直流功率放大器,放大后推动记录器进行记录;另一路经滤波和平均表放大器放大之后,进入积分计算器,进行积分计算,即可由指示表直接读出表面粗糙度Ra值。
       
       
      指零表的作用反映铁芯在差动电感线圈中所处的位置。当铁芯处于差动电感线圈的中间位置时,指零表指针指示出零位,即保证处于电感变化的线性范围之内。所以,在测量之前,必须调整指零表,使其处于零位。噪声滤波的目的在于剔除一些干扰信号,如电气元件的噪声所引起的虚假信号。大量的测试表明,高于400Hz的信号即不是被测表面粗糙度所引的信号,必须从总信号中加以剔除。所以噪声滤波器是一种低通(低频能通过)滤波器,它使400Hz以下的低频信号顺利通过,而将400Hz以上的高频信号迅速衰减,从而达到滤波的目的。波度滤波的目的则是用以滤掉距大于取样度的波度,因此它是一个高通(高频能通过)滤波器,使表面粗糙度所引起的高频(相对于波度引起的低频而言)信号能自由通过。
       
       
      经过噪声滤波和波度滤波以后,剩下来的就是与被测表面粗糙度成比例的信号,再经平均表放大器后,所输出的电流I与被测表面轮廓各点偏离中线的高度y的绝对值成正比,然后经积分器完成 的积计算,得出Ra值,由指零表显示出来。
       
       
      ,这种仪器适用于测定0.02-10μm的Ra值,其中有少数型号的仪器还可测定更小的数值,仪器配有各种附件,以适应平面、内外圆柱面、圆锥面、球面、曲面、以及小孔、沟槽等形状的工件表面测量。测量迅速方便,测值精度高。
       
      (责任编辑:liuling)
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