轮廓测量仪原理及应用
轮廓仪 原理
轮廓仪原理
轮廓仪是一种测量物体表面形状和轮廓的仪器设备。
它通过扫描物体表面并记录点坐标的方式来获取物体的三维形状信息。
轮廓仪的原理可以简单地分为以下几个步骤：
1. 光学探测：轮廓仪通常使用光学传感器来扫描物体表面。
光线通过设备发出，并在物体表面反射后被接收回来。
光学传感器可以测量衍射、反射或干涉等现象，以获取物体表面形状信息。
2. 数据采集：光学传感器通过测量光线在物体表面的反射或干涉现象来确定物体表面的高度或曲率。
测量时，光学传感器会记录扫描点坐标和相应的高度信息。
3. 数据处理：测量数据被送入计算机进行处理。
计算机根据扫描得到的点坐标和高度信息绘制出物体的三维形状图像。
常用的数据处理方法包括拟合、插值等。
4. 形状重建：计算机利用测得的数据对物体的三维形状进行重建。
通过将测量的点连接起来或者采用曲面拟合算法来获得物体的整体形状。
总的来说，轮廓仪利用光学传感器测量物体表面高度信息，并通过数据处理和形状重建来获取物体的三维形状和轮廓信息。
这种仪器广泛应用于制造业、医疗、建筑、文化艺术等领域。
接触式轮廓测量仪与非接触式轮廓测量仪对比分析
接触式轮廓测量仪与非接触式轮廓测量仪对比分析前言：目前市场上的轮廓测量仪主要有接触式轮廓测量仪和非接触式轮廓测量仪，本文将从功能、原理、应用三个方面对这两种轮廓测量仪进行对比分析。
功能1.接触式轮廓测量仪（以中图仪器SJ5700为例）可测量各种精密机械零件的素线轮廓形状参数，角度处理（坐标角度，与Y坐标的夹角，两直线夹角）、圆处理（圆弧半径，圆心到圆心距离，圆心到直线的距离，交点到圆心的距离，直线到切点的距离）、点线处理（两直线交点，交点到直线距离，交点与交点距离，交点到圆心的距离）、直线度、凸度、对数曲线、槽深、槽宽、沟曲率半径、沟边距、沟心距、轮廓度、水平距离等形状参数。
2.非接触式轮廓测量仪（以中图仪器SuperView W1光学3D轮廓仪为例）适用于各类光滑、连续光滑和适度粗糙物体表面从毫米到亚微米、纳米尺度的3D形貌轮廓、坐标、厚度、粗糙度、体积、表面纹理等测量。
●工作原理1.接触式轮廓测量仪测量原理为直角坐标测量法，即通过X轴、Z轴传感器，测绘出被测零件的表面轮廓的坐标点，通过电器组件，将传感器所测量的坐标点数据传输到上位PC 机，软件对所采集的原始坐标数据进行数学运算处理，标注所需的工程测量项目。
2.非接触式轮廓测量仪是利用光学显微技术、白光干涉扫描技术、计算机软件控制技术和PZT垂直扫描技术对工件进行非接触测量，还原出工件3D表面形貌宏微观信息，并通过软件提供的多种工具对表面形貌进行各种功能参数数据处理，实现对各种工件表面形貌的微纳米测量和分析的光学计量仪器。
●典型应用1.接触式轮廓测量仪广泛应用于机械加工、汽车、摩托车、精密五金、精密工具、刀具、模具、光学元件等行业。
适用于科研院所、大专院校、计量机构和企业计量室。
在汽车、摩托车、制冷行业,可测汽车、摩托车、压缩机的活塞、活塞销、齿轮和气门顶杆的母线参数等.并可测量各种斜形零件的参数。
在轴承行业,可测内外套圈的密封槽形状(角度、倒角R、槽深、槽宽等);各种滚子轴承的滚子和套圈母线的凸度、角度、对数曲线; 电机轴、圆柱销、活塞销、滚针轴承、圆柱滚子轴承、直线轴承的滚动体和套圈的直线度；球轴承沟道的沟曲率半径及沟边距;双沟轴承的沟心距；四点接触轴承(桃形沟)的沟心距和沟曲率半径等。
3d轮廓测量及分析仪原理及应用有哪些【图解】
在现如今的工业生产当中，为了识别焊接引起的毛刺是否过大，焊接头是否需要及时维修，通常会使用3D轮廓测量及分析仪原理来测量产品的规格，从而保证生产产品的最终规格和标准程度，那么在众多测量仪种类当中，大家为什么要使用3D轮廓测量及分析仪呢？3D轮廓测量及分析仪的原理和应用又有哪些呢？下面为大家解答：
一、典型应用：
电池极耳焊印毛刺的形貌测量、极片分条后的波浪边测量。
该设备可帮助识别焊接引起的毛刺是否过大，焊接头是否需要及时维修。
二、测量原理：
利用高精度2D位移传感器对被测物进行扫描，得到被测物表面轮廓相关数据后，对其进行各种矫正和分析，得出需要的高度、锥度、粗糙度、平面度等物理量。
三、系统特点：
1、设备用于测量微观三维形貌和表面特征分析
2、支持一键式测量及分析，并自动生成测试报告
3、系统测量高度可调，以适用不同厚度样品的3D测量
图片应用背景：CE电池极耳焊接焊印毛刺形貌测量
四、测量精度：
1、重复精度：±1um（3σ）
2、X方向分辨率：10um
3、Y方向分辨率：10um
4、Z方向分辨率：0．2um
五、设备能适应的被测物规格：
1、有效测量宽度≤8mm
2、有效扫描长度≤150mm
3、高度变化范围≤300um
由上可知：3D轮廓测量及分析仪可以应用于工业现场进行电池极耳焊印毛刺的形貌测量、极片分条后的波浪边测量，是高精度厚度测量设备，为测量带来便利，3D轮廓测量及分析仪使用寿命长，利用高精度2D位移传感器对被测物进行扫描，得到被测物表面轮廓相关数据后，可以对产品进行各种矫正和分析，得出需要的高度、锥度、粗糙度、平面度等物理量。
大大提升了产品生产合格率，节省了生产成本。
触针式轮廓测量仪基础知识
触针式轮廓测量仪基础知识SJ5760触针式轮廓测量仪是机械加工企业和计量检定单位应用针描法测量工件表面轮廓一种常用仪器。
触针式轮廓测量仪功能：①角度处理：两直线夹角、直线与Y轴夹角、直线与X轴夹角②点线处理：两直线交点、交点到直线距离、交点到交点距离、交点到圆心距离、交点到点距离③圆处理：圆心距离、圆心到直线的距离、交点到圆心的距离、直线到切点的距离触针式轮廓测量仪工作原理：当驱动器带动传感器沿工件被测表面作匀速运动时，传感器的测针随工件表面的微观起伏作上下运动，测针的运动经传感器转换为电信号的变化，电信号的变化量再经后期电路的处理和计算，得到工件表面轮廓参数。
测针标定：轮廓测量仪的测针在出厂前已经标定过，后续使用不需要再标定，可以直接测量。
若重新购买了新的测针，或使用久了，怀疑测针参数不准，可重新标定。
轮廓测针标定分为量块标定和标准球标定。
量块标定：主要用来标定仪器的系统误差和测针误差。
标准球标定：主要用来标定测针的针尖半径。
选用的标准球，直径越小，标定结果越准确。
触针式轮廓测量仪使用说明：操作步骤1．测量前准备。
2．开启电脑、打开机器电源开关、检查机器启动是否正常。
3．擦净工件被测表面。
测量1．将测针正确、平稳、可靠地移动在工件被测表而上。
2．工件固定确认工件不会出现松动或者其它因素导致测针与工件相撞的情况出现。
3．在仪器上设置所需的测量条件。
4．开始测量。
测量过程中不可触摸工件更不可人为震动桌子的情况产生。
5测量完毕，根据图纸对结果进行分析，标出结果，并保存、打印。
维护和保养1．每天开机前及测量完毕后用高织纱棉布沾无水酒精清洁工装表面、测针、轨道。
2．平时不使用时将所有电源关闭，且将测针的保护套套上。
3．严禁用扫帚清扫地面，以免灰尘扬起。
4．对仪器进行全面的维护和精度调整。
光学轮廓仪测量原理
光学轮廓仪测量原理光学轮廓仪是一种应用在工程计量中的车辆测量设备，它利用类似单面镜的光学装置，可以同时实现定位、测量和图像采集。
通过计算，能够准确测量出车辆唯一的外形特征，被广泛应用在车辆衡量、外形尺寸测量和制作工程数据。
一、光学轮廓仪的原理1、光束投影原理：光学轮廓仪使用一种类似单面镜的光学装置，它将一条平直的红外光束照射在车辆表面上，来测量车辆的外形尺寸。
此光学装置使用镜子，就可以把投射到表面上的光束聚焦成一个强光点，两边各会有一张摄像头实时观察光点，并通过光学特性连接得到被追踪的位置，并进行高精度的点测量。
当投射点来回移动时，摄像头可以实时追踪并记录路径上的坐标点，然后通过计算，可以准确测量出车辆唯一的外形特征。
2、图片处理：光学轮廓仪实现大量的外廓点测量，但是由于视觉特征变化时会出现一定噪声，所以需要进行图片识别技术，以将来自摄像头传输过来的图片进行分析处理，然后通过识别算法进行位置定位和形状提取，完成最终的外形尺寸测量要求。
二、光学轮廓仪的优点1、快速准确：光学轮廓仪可以迅速准确地测量出车辆外型尺寸，而且数据处理速度也更快，从而可以提高工作效率。
2、测量精度高：由于光学轮廓仪具有高精度测量功能，因此可以避免在涉及车辆外形尺寸测量时发生较大测量误差，从而更加精确地进行车辆衡量。
3、使用方便：光学轮廓仪不需要采用其它次要设备，只需要一台机器，就可以实现定位、测量、图像采集等多种功能，一次性完成多个测量任务。
4、量程广：光学轮廓仪能够实现较大量程的测量，即使遇到大型实物，也可以完成定位、测量和记录。
三、光学轮廓仪的应用1、车辆量量：光学轮廓仪应用于车辆的量量，可以用来测量整车的高度、长度、宽度、悬重、定位点等外形尺寸。
2、外形尺寸测量：光学轮廓仪还可以用于测量工业产品的外形尺寸，例如机械类产品的尺寸大小等。
3、坐标精准定位：光学轮廓仪可以用来定位坐标系，可以实现精细和准确的坐标定位，以便在工程研究中能够得到准确的定位数据。
轮廓仪测量原理
轮廓仪测量原理
轮廓仪是一种用于测量物体外形轮廓的仪器。
其测量原理基于光学三角测量和影像处理技术。
当被测物体与轮廓仪成像系统进行相对运动时，仪器会将物体的轮廓图像传递给计算机进行处理。
下面将介绍轮廓仪的测量原理。
轮廓仪测量原理的第一步是通过光学系统获取物体的轮廓图像。
轮廓仪通常使用激光、白光或投影光源等光源照射被测物体的表面，然后通过透镜或投影仪将物体的轮廓投影到成像平面上。
在实际测量中，轮廓仪通常使用多个光源和多个成像平面，以获得更全面的轮廓信息。
在得到物体的轮廓图像后，轮廓仪会将图像传递给计算机进行处理。
处理过程包括图像的分割、边缘提取和特征提取等步骤。
首先，计算机会对图像进行分割，将被测物体与背景分离。
然后，根据图像中的灰度和颜色信息，计算机会提取出物体的边缘。
最后，计算机会提取出物体的特征，如长度、宽度、曲率等。
为了提高测量精度，轮廓仪通常还需要进行坐标系的标定。
在标定过程中，测量仪器会测量一系列已知位置的标定点，并与计算机中的坐标系匹配。
通过标定，测量仪器可以将图像中的坐标转换为真实世界中的坐标，从而实现准确的尺寸测量。
总结来说，轮廓仪的测量原理基于光学成像和影像处理技术。
通过光学系统获取物体的轮廓图像，然后将图像传递给计算机
进行处理，并提取出物体的特征。
通过坐标系的标定，轮廓仪可以实现准确的尺寸测量。
轮廓仪,你真的了解吗？
轮廓仪，你真的了解吗？
轮廓仪，顾名思义，是测量产品表面轮廓尺寸的仪器，根据工作原理的不同，可以分为接触式轮廓仪和非接触式轮廓（光学轮廓仪）。
1.接触式轮廓仪
接触式轮廓仪是通过触针在被测物体表面滑过获取表面轮廓参数，如角度处理（坐标角度，与Y坐标的夹角，两直线夹角）、圆处理（圆弧半径，圆心到圆心距离，圆心到直线的距离，交点到圆心的距离，直线到切点的距离）、点线处理（两直线交点，交点到直线距离，交点与交点距离，交点到圆心的距离）、直线度、凸度、对数曲线、槽深、槽宽、沟曲率半径、沟边距、沟心距、轮廓度、水平距离等形状参数。
代表型号为中图仪器SJ57系列。
SJ57系列接触式轮廓仪广泛应用于机械加工、电机、汽配、摩配、精密五金、精密工具、刀具、模具、光学元件等行业。
适用于科研院所、大专院校、计量机构和企业计量室、车间。
2.非接触式轮廓仪（光学轮廓仪）
非接触式轮廓仪（光学轮廓仪）是以白光干涉为原理制成的一款高精度微观形貌测量仪器，可测各类从超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面，从纳米到微米级别工件的粗糙度、平整度、微观几何轮廓、曲率等，提供依据ISO/ASME/EUR/GBT四大国内外标准共
计300余种2D、3D参数作为评价标准。
代表型号为中图仪器Super View W1系列。
SuperView W1光学轮廓仪可广泛应用于半导体制造及封装工艺检测、3C电子玻璃屏及其精密配件、光学加工、微纳材料及制造、汽车零部件、MEMS器件等超精密加工行业及航
空航天、国防军工、科研院所等领域中。
轮廓测量仪基础知识
轮廓测量仪功能SJ5700轮廓测量仪可测量各种精密机械零件的粗糙度和轮廓形状参数。
用拟合法来评定圆弧和直线等。
从而可测量圆弧半径、直线度、凸度、沟心距、倾斜度、垂直距离、水平距离、台阶等形状参数。
该仪器还可对各种零件表面的粗糙度进行测试；可对平面、斜面、外圆柱面、内孔表面、深槽表面、圆弧面和球面的粗糙度进行测试,并实现多种参数测量。
轮廓测量仪结构轮廓测量仪工作原理SJ5700轮廓测量仪是一种两坐标测量仪器，仪器传感器相对被测工件表而作匀速滑行，传感器的触针感受到被测表而的几何变化，在X和Z方向分别采样，并转换成电信号，该电信号经放大和处理，再转换成数字信号储存在计算机系统的存储器中，计算机对原始表而轮廓进行数字滤波，分离掉表而粗糙度成分后再进行计算，测量结果为计算出的符介某种曲线的实际值及其离基准点的坐标，或放大的实际轮廓曲线，测量结果通过显示器输出，也可由打印机输出。
轮廓测量仪性能特点1、高精度、高稳定性、高重复性：完全满足被测件测量精度要求。
1)选用国际领先的高精度光栅测量系统和高精度电感测量系统，测量精度高；2)自主研发高精度研磨导轨系统，导轨材料耐磨性好、保证系统稳定可靠工作；3)高性能直线电机驱动系统，保证测量稳定性高、重复性好；2、智能化管理与检测软件系统：仪器操作界面友好，操作者很容易即可基本掌握仪器操作，使用十分简便。
1) 10多年积累的实用检定软件设计经验，向客户提供简洁、实用、快速的操作体验；2) 功能强大、自动处理数据、打印各种格式的检定报告，自动显示、打印、保存、查询测量记录；3) 测量范围广，可满足绝大多数类型的工件粗糙度轮廓测量；4) 可自动和手动选取被测段进行评定，可依据客户要求进行软件功能的定制；5) 纯中文操作软件系统，更好的为国内用户服务；6) 打印格式正规、美观。
检定数据可存档，或集中打印，不占用检定操作时间；7) 本仪器采用计算机大容量数据库储存，可自动记录保存所有检定结果。
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轮廓测量仪概述
SJ5700轮廓测量仪是一款集成表面粗糙度和轮廓测量的测量仪器；采用进口高精度光栅测量系统、高精度研磨导轨、高性能非接触直线电机、音圈电机测力系统、高性能计算机控制系统技术，实现对各种工件表面粗糙度和轮廓进行测量和分析。
通过高精度研磨导轨、高性能直线电机保证测量的高稳定性及直线度，采用进口高精度光栅测量系统建立工件表面轮廓的二维坐标，计算机通过修正算法对光栅数据进行修正，最终还原出工件轮廓信息并以曲线图显示出来，通过软件提供的分析工具可对轮廓进行各种参数分析。
轮廓仪为全自动测量设备，操作者只需装好被测工件，在检定软件上设定扫描的开始、结束位置，点击“开始”按钮，测针会自动接
触工件表面，并按设定的位置扫描；可高精度地测量精密加工零部件的粗糙度和轮廓形状，再选择所需评价参数即可进行评价。
系统软件为简体中文操作系统，操作方便。
轮廓测量仪功能
SJ5700 轮廓测量仪可测量各种精密机械零件的素线轮廓形状参数，角度处理（坐标角度，与 Y 坐标的夹角，两直线夹角）、圆处理（圆弧半径，圆心到圆心距离，圆心到直线的距离，交点到圆心的距离，直线到切点的距离）、点线处理（两直线交点，交点到直线距离，交点与交点距离，交点到圆心的距离）、直线度、凸度、对数曲线、槽
深、槽宽、沟曲率半径、沟边距、沟心距、轮廓度、水平距离等形状参数。
轮廓测量仪性能特点
1、高精度、高稳定性、高重复性：完全满足被测件测量精度
要求。
1) 选用国际领先的高精度光栅测量系统和高精度电感测量系
统，测量精度高；
2) 自主研发高精度研磨导轨系统，导轨材料耐磨性好、保证
系统稳定可靠工作；
3) 高性能直线电机驱动系统，保证测量稳定性高、重复性好；
2、智能化管理与检测软件系统：
仪器操作界面友好，操作者很容易即可基本掌握仪器操作，使用十分简便。
1) 10多年积累的实用检定软件设计经验，向客户提供简洁、
实用、快速的操作体验；
2) 功能强大、自动处理数据、打印各种格式的检定报告，自
动显示、打印、保存、查询测量记录；
3) 测量围广，可满足绝大多数类型的工件粗糙度轮廓测量；
4) 可自动和手动选取被测段进行评定，可依据客户要求进行
软件功能的定制；
5) 纯中文操作软件系统，更好的为国用户服务；
6) 打印格式正规、美观。
检定数据可存档，或集中打印，不
占用检定操作时间；
7) 本仪器采用计算机大容量数据库储存，可自动记录保存所
有检定结果。
3、可进行多参数测量
粗糙度自动评价，包括Ra,,Rz,Rp,Rt等
4、测量力系统：
采用音圈电机测力系统，测力可实现从 10～150mN连续可调，测力分辨力可达0.2mN；避免了老式砝码加载因周围环境振动带来的测力误差，降低了测力变化引起的测量误差。
5、智能保护系统：
一旦出现主机与被测工件或夹具相撞、或测针在扫描过程中出现拉力过大，仪器会停止扫描保护测量系统和测针。
6、灵活手动控制：
仪器配置了操作杆，可在测量工件前对测针进行粗定位；在脱离电脑的情况下，让测针左右、上下快速移动。
轮廓测量仪原理
SJ5700轮廓测量仪是一种两坐标测量仪器，仪器传感器相对被测工件表而作匀速滑行，传感器的触针感受到被测表而的几何变化，在 X和 Z方向分别采样，并转换成电信号，该电信号经放大和处理，再转换成数字信号储存在计算机系统的存储器中，计算机对原始表而轮廓进行数字滤波，分离掉表而粗糙度成分后再进行计算，测量结果为计算出的符介某种曲线的实际值及其离基准
点的坐标，或放大的实际轮廓曲线，测量结果通过显示器输出，也可山打印机输出。
轮廓测量仪技术参数
1. 粗糙度测量:
●基本参数：
测量围：X轴200mm，Z1轴±80µm/ ±40µm/ ±20µm
直线度误差: ≤0.15µm/20mm，≤0.5µm/200mm
示值误差：±5%
分辨率：Z1轴0.04µm(±80µm), 0.02µm(±40µm),
0.01µm(±20µm)
测量速度：0.5 mm/s 和0.1 mm/s可调
●硬件结构：
测针：标准型(高度小于8mm) 1支，触针半径2μm，静态测力0.75mN；
石平台：尺寸≥750×450mm；
电动立柱：高度≥450mm；
●测量软件
依照ISO3274等国际标准, 能自动选取截止波长；
●测量参数
R粗糙度：Ra,Rq,
Rz,Rmax,Rpc,Rz-JIS,Rt,Rp,Rv,R3z,RSm,Rs，Rsk,Rku,
Rdq,
Rlq,Rdc,RHSC,Rmr,Rz-L,Rp-L,R3z-L,Rdc -L,RMr-L,Pdc-L,PMr-L
核心粗糙度:
Rk,Rpk,Rvk,Rpkx,Rvkx,Mr1,Mr2,A1,A2,Vo
P轮廓参数：
Pa,Pq,Pt,Pp,Pv,PSm,Psk,Pku,Pdq,Plq,Pdc,PHSC,PPc,PM
r,
W波度轮廓参数：
Wa,Wq,Wt,Wp,Wv,WSm,Wsk,Wku,Wdg,Wdc,WMr
Motif参数：
R,Ar,W,Aw,Rx,Wx,Wte,Nr,Ncrx,Nw,Cpm,CR,CF,CL
ISO5436参数：Pt,D
轮廓类型: 支持D,P,W,R
●滤波器：
高斯滤波器、RC滤波器，相位修正滤波器
滤波波段可选择，也可任意设定；
支持自动选择符合标准的过滤方式和取样长度；
2. 轮廓测量：
（1）X轴
测量围：0～200mm；
示值误差：±(0.8+2L/100)um，其中L为水平测量长度，
单位：mm；
分辨率：0.01um；
直线度：2um/200mm
测量速度：0.1～5mm/s；
移动速度：0～30mm/s
（2）传感器Z1轴：
测量围：±25mm；
示值误差：±(1.6+|2H|/100)um，其中H为垂直测量高
度，单位：mm；
分辨率：0.01um；
（3）Z轴：
测量围：0～450mm；
移动速度：0～30mm/s；
(5) 测量力：10～150mN；
(6) 爬坡能力：上坡77 º，下坡83º；
(7) 工作台：旋转角度：360度，X、Y移动：15mm。
3. 仪器尺寸：花岗岩平板750×450×100mm 整机：
850×500×1100mm；
仪器重量：150Kg
4. 使用环境：无强磁场，无振动，无腐蚀气体
工作温度：20℃±2℃
相对湿度：40-60%
轮廓测量仪应用
SJ5700轮廓测量仪广泛应用于机械加工、汽车、摩托车、精密五金、精密工具、刀具、模具、光学元件等行业。
适用于科研院所、大专院校、计量机构和企业计量室。
在汽车、摩托车、制冷行业,可测汽车、摩托车、压缩机的活塞、活塞销、齿轮和气门顶杆的母线参数等.并可测量各种斜形零件的参数。
在轴承行业,可测外套圈的密封槽形状(角度、倒角R、槽深、槽宽等);各种滚子轴承的滚子和套圈母线的凸度、角度、对数曲线; 电机轴、圆柱销、活塞销、滚针轴承、圆柱滚子轴承、直线轴承的滚动体和套圈的直线度；球轴承沟道的沟曲率半径及沟边距;双沟轴承的沟心距；四点接触轴承(桃形沟)的沟心距和沟曲率半径等。