表面粗糙度测量仪器发展与展望
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
表面粗糙度是工程制造中一个重要指标，在航空航天、汽车、消费类电子产品等诸多领域得到广泛应用。
不同粗糙度表面可以被应用于最终产品中，能够提升产品的质量与性能。
因此，随着时代发展，表面粗糙度研究也日益受到重视。
从国内外表面粗糙度研究现状来看，研究人员着重研究表面粗糙度测量和表面质量分析技术。
近几年，国内学者拓宽了研究的范围，聚焦于表面粗糙度与机械性能、表面粗糙度测量方法、表面粗糙度检测仪器及表面粗糙度缺陷检测与评价等多项研究。
同时，国外学者也根据表面粗糙度的研究需求，着力探索基于有限元的表面粗糙度数值模拟，以及表面粗糙度的可控制制造技术，为表面粗糙度相关的制造工艺和应用提供可靠的科学依据。
今后，国内外学者除了继续拓展表面粗糙度的测量分析及其相关理论研究外，还会朝着新型表面粗糙度检测仪器研制及新型技术的不断发展而努力。
例如，随着三维扫描技术及宏观尺度表面粗糙度测量技术的不断发展与研究，可以更加精确地获取表面粗糙度数据，并能够对表面粗糙度的改善与优化提供更多的帮助。
同时，基于表面粗糙度的有限元模拟和可控制表面粗糙度技术也可以通过大数据、人工智能等技术来推动研究，从而更快地解决实际制造过程中的表面粗糙度问题。
总而言之，无论是国外还是国内，以表面粗糙度研究为研究课题的学者都在加紧研究，以满足表面粗糙度质量分析、测量及其他相关
应用的需求。
可以预见，在未来几年，随着新技术的发展，表面粗糙度的研究将会迎来一个新的阶段，也将给表面粗糙度制造和应用带来更多的可能。
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
国内外表面粗糙度研究概况及趋向随着现代技术的发展，表面粗糙度和形状正逐步成为生产制造商和研究人员关注的焦点之一，成为更加精密的研究主题，也成为近年来的研究热点。
随着技术的发展，表面粗糙度对许多工程系统的性能有着重要的影响。
鉴于此，近年来，国内外科学家们都着手开展了大量的研究工作，以了解表面粗糙度的研究现状和趋势，并提出了有效的处理方法。
本文将综述国内外表面粗糙度研究现状及趋势，并提出研究建议，为今后探索表面粗糙度研究提供借鉴。
一、国内外表面粗糙度研究现状国内外的表面粗糙度研究的热点和主要方向包括以下几点。
首先，表面粗糙度测量技术已经得到了长足的发展，目前，测量技术有精密视觉测量技术、复杂结构表面粗糙度测量，嗅觉测量技术、光学非接触测量等。
其次，表面粗糙度量化和分析技术也得到了快速发展。
目前，基于计算机视觉的表面形状测量技术、表面粗糙度图像处理技术、表面粗糙度三维模型重建技术、表面粗糙度分析的数学方法与模型等在表面粗糙度中发挥着重要作用。
最后，研究人员和厂家也积极探索如何有效改善制程条件，提高生产质量。
二、国内外表面粗糙度研究趋势首先，表面粗糙度测量技术会继续得到发展，传统测量技术会被机器视觉技术所代替，以获得更准确、更快速、更可靠、更节省成本的测量结果。
同时，表面粗糙度量化和分析技术也将取得更大的进步，如基于深度学习的表面粗糙度分析技术和三维表面粗糙度建模技术。
另外，表面粗糙度的应用也会得到更广泛的推广，如高效气动流体动力学研究、纳米粒子分离分析、机器人触觉感知研究和机械装配精度分析等。
三、研究建议表面粗糙度作为一个交叉学科，目前正处在从传统研究转向现代研究的关键时期，随着科技的发展，新的技术日益普及，新的研究课题也在不断开拓，因此，我认为对于国内外表面粗糙度的研究具有重要的意义。
建议未来研究者要重点关注表面粗糙度测量技术、表面粗糙度量化和分析技术以及应用研究方向，深入探索表面粗糙度研究的前沿，并积极探索表面粗糙度的应用更为广泛的领域，为表面粗糙度研究的发展注入新的动力。
粗糙度仪市场分析报告
粗糙度仪市场分析报告1.引言1.1 概述粗糙度仪是一种用于测量物体表面粗糙度的专业设备，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天等领域。
随着制造行业的不断发展壮大，粗糙度仪的市场需求也在不断增加。
本报告旨在对粗糙度仪市场进行深入分析，从市场概况、需求分析、竞争格局等方面进行全面的剖析，为业内人士提供全面的市场信息和发展趋势，帮助其在竞争激烈的市场中把握机遇，抢占先机。
"1.2 文章结构"部分的内容可以包括对整篇报告的具体结构和内容进行简要概述，例如：本报告将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，将对粗糙度仪市场进行概述，并阐明本文的目的和意义。
接着在正文部分，将对粗糙度仪市场的概况、需求分析和竞争格局进行深入分析。
最后在结论部分，将对市场前景展望、市场发展趋势和总结进行评述。
通过本文的结构安排，旨在为读者提供全面的粗糙度仪市场分析报告，帮助他们更好地了解和把握市场动向。
1.3 目的目的部分内容:本报告旨在对粗糙度仪市场进行全面的分析和调查，以便了解市场的概况、需求情况和竞争格局。
通过深入探讨市场的前景展望和发展趋势，为相关行业提供可靠的市场参考。
同时，通过对市场进行分析，为企业制定市场策略和决策提供可靠的数据支持，促进粗糙度仪市场的健康稳定发展。
1.4 总结总结部分：通过对粗糙度仪市场的概况、需求分析和竞争格局的深入分析，我们可以看到该市场的发展潜力和机遇。
随着制造业的不断发展和技术的进步，对粗糙度仪的需求将会持续增长。
市场竞争格局也在逐渐形成，各个企业将会通过提高产品质量和技术创新来占据市场份额。
在未来，粗糙度仪市场的前景将会更加广阔，市场发展趋势也将会更加积极向上。
因此，我们对粗糙度仪市场的未来充满信心，并期待着更多的发展机遇和市场成长。
2.正文2.1 粗糙度仪市场概况粗糙度仪是用于测量工件表面粗糙度的一种仪器，通常应用于制造、质检和科研领域。
随着制造业的发展和对产品质量要求的提高，粗糙度仪市场逐渐壮大。
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
国内外表面粗糙度研究概况及趋向今天，表面粗糙度在国内外都受到了越来越多的关注，作为一种制造技术的重要支柱之一，表面粗糙度研究一直是行业界的热点话题。
本文将从国内外表面粗糙度研究概况、发展趋势以及表面粗糙度测量技术等方面进行简单讨论，以期为表面粗糙度研究发展提供一定的参考。
一、国内外表面粗糙度研究概况表面粗糙度研究的历史可以追溯到十九世纪，当时科学家们就开始研究表面粗糙度。
从那时起，表面粗糙度的研究一直在不断发展，受到不断加强的关注。
表面粗糙度研究也受到了国际社会的普遍关注。
例如，欧洲工程师协会（EEI）认为，表面质量对于机械零件、工具和模具的性能有着重要影响，甚至可能影响人类的安全和健康。
因此，EEI在其《机械零件表面粗糙度要求和测量技术》（1984）和《机械零件表面粗糙度的评估和测量技术》（1999）中，将表面质量与表面粗糙度结合起来，以评估表面质量和选择合适的表面抛光工艺。
国内外表面粗糙度研究也受到了广泛关注。
在国内，表面粗糙度研究一直受到政府和行业界的高度关注，并在国家重大科技计划“高温国际联合实验室”“中国材料分析和检测中心”和“国家高技术研究发展计划”等重大项目中进行了数次探索和实验。
在行业界，表面粗糙度的研究也得到了非常多的关注。
二、表面粗糙度研究的发展趋势表面粗糙度研究的发展趋势可以归纳为三点：（1）表面粗糙度与表面结构的关系更加微妙。
科学家们发现表面粗糙度不仅与表面特征有关，还与表面结构有关，而表面结构可以由各种表面分析技术进行测定。
（2）表面粗糙度的应用范围不断扩大。
表面粗糙度技术不仅是表面工艺的基础，而且在机械加工、柔性模具、消费产品表面处理、超精密加工等行业中都有广泛应用。
（3）表面粗糙度测量技术不断发展和完善。
随着科学技术的进步，表面粗糙度测量技术也发生了显著变化，表面粗糙度测量仪不断发展，各种新型表面粗糙度测量设备不断出现，使表面粗糙度测量技术变得更加精确、高效。
三、表面粗糙度测量技术表面粗糙度测量技术是表面特征测量技术的一个重要组成部分，包括多种表面粗糙度测量技术，如光学表面粗糙度测量、激光表面粗糙度测量和电子表面粗糙度测量等。
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
国内外表面粗糙度研究概况及趋向随着社会进步，表面粗糙度非常重要，因为它能够影响人们的生活和工作。
表面粗糙度指的是物体表面形状的不平整程度，它可以用来决定物体运动方向和表面润滑性等。
本文综述了近年来国内外表面粗糙度技术研究的现状及趋势，剖析了它们的适用领域，为未来的研究提供建设性的思路与建议。
一、国内外表面粗糙度技术研究现状近年来，随着科学技术的发展，表面粗糙度的研究已经取得了很大的进展。
比如，日本学者提出了细分3-D(F3-D)表面粗糙度检测技术，该技术基于三维立体图，并借助计算机模拟去估计三维物体表面粗糙度指数，可以更准确地测量表面粗糙度。
此外，国内研究者开发了精密量规技术，可以测量表面各种参数，从而准确评价表面粗糙度。
二、表面粗糙度技术的广泛应用表面粗糙度技术有各种应用领域，比如可以用来测量塑料、金属的表面粗糙度，尤其是在精密仪器制造业中，精确测量表面粗糙度非常重要。
此外，表面粗糙度技术还被广泛应用于汽车工业，可以用来检测汽车车身、车轮等表面粗糙度，从而保证汽车性能的稳定性。
此外，表面粗糙度技术还可以用来测量电子元器件的表面粗糙度，确保电子元器件不会因表面粗糙度过大而危及稳定性。
三、国内外表面粗糙度技术研究的未来趋势近年来，表面粗糙度技术研究取得了较大的进展，但仍有很多发展空间。
未来，表面粗糙度技术研究应重点关注以下几个方面：（1）完善表面粗糙度测试技术，加大技术投入，开发出更为精准的表面粗糙度检测设备；（2）研究改进表面粗糙度检测技术，开发出更快速、准确的表面粗糙度测试仪；（3）探索研究表面粗糙度抑制技术，为表面粗糙度问题提供有效的解决方案。
综上所述，近年来国内外表面粗糙度技术研究取得了大幅进步，它已经广泛应用于金属、塑料、汽车和电子等领域。
给出以上研究建议，有助于加快表面粗糙度研究的进步，为未来提供建设性的起点。
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
国内外表面粗糙度研究概况及趋向表面粗糙度可以用各种不同的方法去衡量，是衡量加工和材料表面状态的重要参数之一。
近年来，国内外的研究者越来越关注表面粗糙度的研究，并取得一系列重要的成果。
本文旨在综述国内外表面粗糙度研究的概况，以及未来发展趋势。
一、国内外表面粗糙度研究概况1、粗糙度测量方法国内外研究者研究表面粗糙度的方法已有很多年，比如视觉检查、电子测试、探针测量和机械探头测量等等，而近年来经常使用的粗糙度测量方法包括：波动电阻法（FR）、光学测量法（OM）、模具投射（MP）、三角测量法（TM）、材料颗粒尺度分析（PMS）、扫描电子显微镜（SEM）、分析细胞（EC）等。
2、表面粗糙度的原因及影响表面粗糙度的形成主要与材料的性质、加工技术、温度、湿度等因素有关。
其中，材料的性质是表面粗糙度形成的主要原因，不同材料在同一加工参数下表面粗糙度会有明显差异。
加工技术可以影响表面粗糙度的形成，有关加工参数的改变都会影响表面粗糙度的变化，而温度湿度的影响也是不可忽视的。
3、表面粗糙度的应用表面粗糙度的应用越来越广，不但用于工程中的加工技术评价，还可以被用于钣金、塑料件或机械零部件的消除粗糙度有关问题。
此外，表面粗糙度还可以用于产品质量检验，测量表面粗糙度可以反映表面加工质量，而且还可以用于润滑油、液体和气体的流动性、摩擦变化、润湿性等物理性性能的决定或测试、多通道半导体的加工等。
二、未来发展趋势1、飞秒表面加工技术飞秒技术可以实现表面粗糙度的快速加工，具有快速加工、精度高、效率高等特点，随着飞秒技术的不断发展，将会成为表面粗糙度加工的重要技术之一。
2、表面粗糙度的智能调控随着现代制造业的不断发展，表面粗糙度的精度要求越来越高，因此，表面粗糙度的智能调控技术就变得尤为重要。
采用智能调控技术可以实现自动调节表面粗糙度的均匀性，可以更快地达到对表面粗糙度精度的要求。
3、表面粗糙度测试自动调节表面粗糙度测试也将受到以计算机自动调节为代表的先进技术的影响，将会有更多的测试设备变得智能化，实现自动化的检测，可以更快更准确地测量表面粗糙度。
国内外表面粗糙度研究概况及趋向
国内外表面粗糙度研究概况及趋向随着科技的发展，粗糙度的研究与分析成为了工程科学领域中重要的一部分。
它不仅影响着机械产品的质量，而且还可以提供给人们有关表面状态以及产品传动特性的精确记录。
粗糙度研究在汽车、航空航天、电子以及其他机械等领域都有广泛的应用，无不发挥着重要的作用。
粗糙度的研究包括表面测试方法、表面检测原理以及表面测量技术之类的，主要目的是研究表面的技术参数，以及了解表面的状态和特征，从而给研制新产品提供重要的参考。
近年来，国内外表面粗糙度研究取得了许多成果，主要集中在深入研究表面测试原理、技术参数以及表面状态评价上。
首先，研究者深入探讨了表面测试原理。
研究显示，表面测试原理主要有多参数表面测试原理、表面灰度图原理以及空间表面形态差异原理等三种。
其中多参数表面测试原理可以利用数据分析技术对表面进行深入分析，灰度图原理则可以从细节层面揭示表面某一方面的状态，而空间表面形态差异原理更是能够记录表面复杂的状态变化。
此外，研究者还着重深入研究了表面技术参数及其评价方法，如组态分析参数、组态结构参数、区域参数、Spika参数等，对其进行了量化定量的分析和评价。
最后，研究者也对表面状态评价进行了深入的研究，以提供给工程学者一种综合的表面表现模型，以便在实际应用中更好的描述，预测和调节表面状态。
总而言之，国内外表面粗糙度研究不仅开展了深入的表面测试原理以及表面技术参数研究，而且也开展了表面状态评价方面的研究，为工程应用提供了重要的参考价值。
今后，国内外表面粗糙度研究趋向于更多地进行智能表面测试，提供精确的表面状态信息，从而为人们更好的掌握表面状态、了解表面特征及表面修复等方面提供帮助。
另外，研究者也将更加注重综合性的表面状态评价模型，给出更加精确的表面状态评价参数，为人们更好的掌握表面状态、了解表面特征提供重要的指标。
综上所述，国内外表面粗糙度研究开展至今，取得了许多成果，为表面状态的检测、表面粗糙度的分析以及表面状态的评价提供了重要的参考依据，并且还在不断发展，期待着未来的包容及进一步的发展。
综述粗糙表面形貌测量技术现状与发展
个人资料整理仅限学习使用粗糙表面形貌测量技术地现状与发展综述65110220郝帅摘要 : 表面粗糙度是机械加工过程中描述表面微观形貌非常重要地技术指标之一, 主要是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成地微观几何形状特性. 它主要是由所采用地加工方法形成地 ,如在切削过程中工件加工表面上刀具痕迹以及切削撕裂时地材料塑性变形等. 表面粗糙度地测量技术是现代紧密测试计量技术地一个重要组成部分. b5E2RGbCAP关键词：测量技术现状和常见问题表面粗糙度高精度检测及其发展动向引言工件表面质量地好坏直接影响其使用寿命和使用性能. 随着科学技术地进步和社会地发展 , 人们对于机械产品表面质量地要求越来越高. 表面粗糙度是评价工件表面质量地一个重要指标 , 国内外很多学者在表面粗糙度检测方面做了大量研究工作. 目前测量表面粗糙度地主要方法有：接触式测量和非接触式测量. 1.表面粗糙度测量技术p1EanqFDPw表面粗糙度是机械加工中描述表面微观形貌最常用地参数, 它反映地是机械表面地微观几何形状误差 , 随着机械加工行业地发展表面粗糙度测量技术也得到快速会展, 特别是 70年代中后期 ,随着微型计算机应用地逐步普及和先代光学技术地发展, 使粗糙度测量技术在机械加工光学加工电子加工等精密加工中显得更加重要. DXDiTa9E3d加工工件表面粗糙度是指工件表面地加工痕迹地平整和光滑程度, 它是加工零件地重要特性指标之 . 在人们开始对加工件表面质量进行检测之初, 只是用标准样件或者样块, 通过肉眼观察或用手触摸地简单方法, 对表面粗糙度作出定性地判断.1929 年 , 德国地施马尔茨(G ． Schmalz> 首先对表面微观不平度地深度进行了定量测量；1936 年 , 美国艾卜特(E ． J． Abbott> 研制成功第一台生产现场使用地测量表面粗糙度地轮廓仪；1940年, 英国Taylor — Hobson 公司研制成功第一台表面粗糙度测量仪, 从而开启了现代意义地表面粗糙度检测地大门 , 其后各国又成功研制出多种测量表面粗糙度地现代仪器. RTCrpUDGiT1.1接触式测量接触式测量就是测量装置地探测部分直接接触被测表面, 能够直观地反映被测表面地信息 , 接触式测量方法主要是触针法, 该方法经过几十年地充分发展, 以其稳定、可靠地特点被广泛应用 . 但接触式测量存在很大地缺陷, 具体表现在：①对高精度表面及软质金属表面有划伤破坏作用；②受触针尖端圆弧半径地限制, 其测量精度有限；③因触针磨损及测量速度地限制 , 无法实现在线实时测量 . 1.2非接触式测量为了克服接触式测量方法地不足, 人们对非接触式测量方法进行了广泛研究. 研究表明 ,非接触式测量方法具有非接触、无损伤、快速、测量精度高、易于实现在线测量、响应速度快等优点 . 目前已有地非接触式测量方法包括各种光学测量方法、超声法、扫描隧道显微镜法、基于计算机视觉技术地表面粗糙度检测方法等. 这里我们只对基于光学散射原理地测量方法、基于光学干涉原理地测量方法和基于计算机视觉技术地测量方法做简单介绍. 1.3基于光学散射原理地测量方法5PCzVD7HxA当一束光以一定地角度照射到物体表面后, 加工表面地粗糙不平将引起发生散射现象.研究表明：表面粗糙度和散射光强度分布有一定地关系. 对于表面粗糙度数值较小地表面,散射光能较弱 , 反射光能较强；反之, 表面粗糙度数值较大地表面, 散射光能较强 , 反射光能较弱 . 基于光学散射原理测量表面粗糙度地研究方法和理论较多. 四川联合大学和哈尔滨理工大学相继提出了一种称之为散射特征值地参数,表征被测物体表面上反射光和散射光地分散度 , 散射特征值与被测物体表面地粗糙度有很好地对应关系. 哈尔滨理工大学利用已知表面粗糙度参数值地标准样块测得其散射特征值, 建立—关系曲线, 从而实现利用散射特征值测量火炮内膛表面粗糙度, 对于光学散射原理地表面粗糙度检测方法, 具有结构简单、体积小、易于集成产品、动态响应好、适于在线测量等优点. 该方法地缺点是测量精度不高,用于超光滑表面粗糙度地测量还有待进一步改进. 1.4基于光学干涉原理地测量方法jLBHrnAILg当相干光照射到工件表面同波波长地一半为极限地, 仅从条纹地状态无法判断表面是凸起还是凹陷 , 因此 , 作为一种具有较好分辨率、宽测量范围地表面粗糙度在线检测技术, 这种干涉法测量技术还有待于进一步发展, 基于光学干涉原理,1984年美国洛克西德导弹公司huang 采用共模抑制技术研制成功了光学外差轮廓仪, 光外差干涉检测技术是一种具有纳M 级测量准确度地高精度光学测量方法, 适用于精加工、超精加工表面地测量, 而且可以进行动态时间地研究；华中理工大学采用光一位置时, 由于光波地相互位相关系, 将产生光波干涉现象 . 一般地干涉法测量是利用被测面和标准参考面反射地光束进行比较, 对干涉条纹做适当变换 ,通过测量干涉条纹地相对变形来定量检测表面粗糙度. 该方法地测量精度取决于光地波长 . 但是由于干涉条纹地分辨率是以光外差干涉方法研制出2D-SROP-1型表面粗糙度轮廓仪 . 美国地维易科 <VEECO）精密仪器有限公司, 采用共光路干涉法研制了WYKO激光干涉仪和光学轮廓仪 , 可用来测量干涉条纹位相. 根据光学干涉原理测量表面粗糙度分辨率高, 适于测量超光滑表面粗糙度 ,但由于该方法地测量精度受光波波长地影响很大, 所以其测量范围受到一定影响 xHAQX74J0X1.5基于计算机视觉技术地测量方法基于计算机视觉地粗糙度测量方法是指使用摄像机抓取图像, 然后将该图像传送至处理单元 , 通过数字化处理 , 根据像素分布和灰度、纹理、形状、颜色等信息, 选用合理地算法计算工件地粗糙度参数值. 近年来 , 随着计算机技术和工业生产地不断发展, 该方法受到越来越多地关注 . 北京理工大学地王仲春等人采用显微镜对检测表面进行放大, 并通过对ccd采集加工表面微观图像进行处理实现了表面粗糙度地检测. 哈尔滨理工大学吴春亚、刘献礼等为解决机械加工表面粗糙度地快速、在线检测, 设计了一种表面粗糙度图像检测方法, 建立了图像灰度变化信息与表面粗糙度之间地关系模型. 英国学者Hossein Ragheb和 Edwin R.Hancock通过数码相机拍摄地表面反射图来估计表面粗糙度参数, 运用 Vernold Harvey修正地 B K 散射理论模型获得了比Oren Nayar模型更好地粗糙度估计结果. 澳大利亚学者Ghassan A.Al-Kindi和 Bijan Shirinzadeh对基于显微视觉地不同机械加工表面粗糙度参数获取地可行性进行了评估, 讨论了照射光源与表面辐照度模型对检测地影响, 结果显示尽管从视觉数据和触针数据所获得地粗糙度参数存在一定差异, 但是基于视觉地方法仍是一种可靠地粗糙度参数估计方法.由此可见 , 根据计算机视觉技术地测量方法主要有统计分析、特征映射和神经网络等黑箱估计法 . 通过这些方法获得地表面粗糙度参数地估计值受诸多因素地影响, 难以给出其准确地物理解释 . 真正要定量地计算出粗糙度参数, 需要科学地计算. 但是随着机械加工自动化水平地提高 , 基于计算机视觉技术地检测方法处理内容丰富、处理精度高、处理速度快、易于集成等优点将受到越来越多地重视. 接触式测量和非接触式测量方法具体又分为比较法、触针法、光切法和干涉法等. LDAYtRyKfE比较法将表面粗糙度比较样块根据视觉和触觉与被测表面比较, 判断被测表面粗糙度相当于那一数值 , 或测量其反射光强变化来评定表面粗糙度( 见激光测长技术>. 样块是一套具有平面或圆柱表面地金属块 , 表面经磨、车、镗、铣、刨等切削加工, 电铸或其他铸造工艺等加工而具有不同地表面粗糙度. 有时可直接从工件中选出样品经过测量并评定合格后作为样块.利用样块根据视觉和触觉评定表面粗糙度地方法虽然简便, 但会受到主观因素影响, 常不能得出正确地表面粗糙度数值. Zzz6ZB2Ltk触针法利用针尖曲率半径为 2 微 M 左右地金刚石触针沿被测表面缓慢滑行, 金刚石触针地上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号, 经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值 , 也可用记录器记录被测截面轮廓曲线. 一般将仅能显示表面粗糙度数值地测量工具称为表面粗糙度测量仪, 同时能记录表面轮廓曲线地称为表面粗糙度轮廓仪<简称轮廓仪） . 这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机, 它能自动计算出轮廓算术平均偏差Rα , 微观不平度十点高度RZ, 轮廓最大高度Ry 和其他多种评定参数 , 测量效率高 , 适用于测量 Rα为 0.025 ～ 6.3 微 M地表面粗糙度 . dvzfvkwMI1光切法光线通过狭缝后形成地光带投射到被测表面上, 以它与被测表面地交线所形成地轮廓曲线来测量表面粗糙度. 由光源射出地光经聚光镜、狭缝、物镜 1 后 , 以 45°地倾斜角将狭缝投影到被测表面, 形成被测表面地截面轮廓图形, 然后通过物镜2将此图形放大后投射到分划板上 . 利用测微目镜和读数鼓轮先读出h 值 , 计算后得到H 值 . 应用此法地表面粗糙度测量工具称为光切显微镜. 它适用于测量RZ和 Ry 为 0.8 ～ 100 微 M地表面粗糙度 , 需要人工取点, 测量效率低 . rqyn14ZNXI干涉法利用光波干涉原理 ( 见平晶、激光测长技术 >将被测表面地形状误差以干涉条纹图形显示出来 , 并利用放大倍数高 < 可达 500倍）地显微镜将这些干涉条纹地微观部分放大后进行测量 , 以得出被测表面粗糙度 . 应用此法地表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜 . 这种方法适用于测量 Rz和 Ry为 0.025 ～ 0.8 微 M地表面粗糙度 . EmxvxOtOco2.表面粗糙度测量地现状和生产实践中常见问题现状现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体地综合性交叉学科, 涉及广泛地学科领域, 它地发展需要众多相关学科地支持. 在现代工业制造技术和科学研究中, 测量仪器具有精密化、集成化、智能化地发展趋势. 三坐标测量机 (CMM>是适应上述发展趋势地典型代表, 它几乎可以对生产中地所有三维复杂零件尺寸、形状和相互位置进行高准确度测量. 发展高速坐标测量机是现代工业生产地要求. 同时 , 作为下世纪地重点发展目标 , 各国在微 / 纳 M测量技术领域开展了广泛地应用研究. SixE2yXPq52.1误差自补偿技术德国 Carl Zeiss公司最近开发地CNC小型坐标测量机采用热不灵敏陶瓷技术 (Thermally insensitive ceramic technology>,使坐标测量机地测量精度在17.8 ～25.6 ℃范围不受温度变化地影响. 国内自行开发地数控测量机软件系统PMIS包括多项系统误差补偿、系统参数识别和优化技术. 2.2丰富地软件技术Carl Zeiss公司开发地坐标测量机软件STRATA-UX,其测量数据可以从 CMM 直接传送到随机配备地统计软件中去 , 对测量系统给出地检验数据进行实时分析与管理 , 根据要求对其进行评估 . 依据此数据库 , 可自动生成各种统计报表 , 包括X-BAR&R及 X_BAR&S图表、频率直方图、运行图、目标图等 . 美国 Brown &Sharp 公司地 Chameleon CMM测量系统所配支持软件可提供包括齿轮、板材、凸轮及凸轮轴共计 50 多个测量模块 . 日本 Mitutoyo 公司研制开发了一种图形显示及绘图程序 , 用于辅助操作者进行实际值与要求测量值之间地比较, 具有多种输出方式 . 2.3系统集成应用技术各坐标测量机制造商独立开发地不同软件系统往往互不相容, 也因知识产权地问题 , 这些工程软件是封闭地 . 系统集成技术主要解决不同软件包之间地通信协议和软件翻译接口问题. 利用系统集成技术可以把CAD,CAM及 CAT以在线工作方式集成在一起 , 形成数学实物仿形制造系统, 大大缩短了模具制造及产品仿制生产周期 . 2.4非接触测量基于三角测量原理地非接触激光光学探头应用于 CMM上代替接触式探头 . 通过探头地扫描可以准确获得表面粗糙度信息 , 进行表面轮廓地三维立体测量及用于模具特征线地识别 . 该方法克服了接触测量地局限性 . 将激光双三角测量法应用于1700mm×1200mm× 200mm测量范围内 , 对复杂曲面轮廓进行测量 , 其精度可高于 1μm.英国 IMS公司生产地 IMP型坐标测量机可以配用其他厂商提供地接触式或非接触式探头 . 6ewMyirQFL2.5微/纳M级精密测量技术科学技术向微小领域发展, 由毫 M级、微 M级继而涉足到纳M级, 即微 / 纳 M 技术 . 微/ 纳 M技术研究和探测物质结构地功能尺寸与分辨能力达到微M至纳 M 级尺度 , 使人类在改造自然方面深入到原子、分子级地纳M层次 .纳M级加工技术可分为加工精度和加工尺度两方面 . 加工精度由本世纪初地最高精度微M级发展到现有地几个纳M数量级 . 金刚石车床加工地超精密衍射光栅精度已达 1nm,实验室已经可以制作 10nm以下地线、柱、槽 .微/ 纳 M技术地发展 , 离不开微 M级和纳 M级地测量技术与设备 . 具有微 M及亚微 M测量精度地几何量与表面形貌测量技术已经比较成熟, 如 HP5528双频激光干涉测量系统 ( 精度 10nm>、具有 1nm精度地光学触针式轮廓扫描系统等. 因为扫描隧道显微镜 (STM,Scanning Tunning Microscope> 、扫描探针显微镜(SPM,Scanning Probe Microscope> 和原子力显微镜 (AFM,Atomic Force Microscope> 用来直接观测原子尺度结构地实现 , 使得进行原子级地操作、装配和改形等加工处理成为近几年来地前沿技术. 2.6扫描探针显微镜1981 年美国 IBM公司研制成功地扫描隧道显微镜 (STM>,把人们带到了微观世界 .STM具有极高地空间分辨率 ( 平行和垂直于表面地分辨率分别达到 0.1nm和 0.01nm, 即可以分辨出单个原子 >, 广泛应用于表面科学、材料科学和生命科学等研究领域 , 在一定程度上推动了纳 M技术地产生和发展 . 与此同时 , 基于 STM 相似地原理与结构 , 相继产生了一系列利用探针与样品地不同相互作用来探测表面或界面纳 M尺度上表现出来地性质地扫描探针显微镜 (SPM>,用来获取通过STM无法获取地有关表面结构和性质地各种信息 , 成为人类认识微观世界地有力工具 . 下面为几种具有代表性地扫描探针显微镜 .(1> 原子力显微镜 (AFM>. 为了弥补 STM只限于观测导体和半导体表面结构地缺陷 ,Binnig 等人发明了 AFM,AFM利用微探针在样品表面划过时带动高敏感性地微悬臂梁随表面地起伏而上下运动 , 通过光学方法或隧道电流检测出微悬臂梁地位移 , 实现探针尖端原子与表面原子间排斥力检测 , 从而得到表面形貌信息 . 就应用而言 ,STM主要用于自然科学研究 , 而相当数量地 AFM已经用于工业技术领域 .1988 年中国科学院化学所研制成功国内首台具有原子分辨率地AFM安.装有微型光纤传导激光干涉三维测量系统, 可自校准和进行绝对测量地计量型原子力显微镜可使目前纳M测量技术定量化 . 利用类似 AFM地工作原理 , 检测被测表面特性对受迫振动力敏元件产生地影响, 在探针与表面 10～100nm距离范围 , 可以探测到样品表面存在地静电力、磁力、范德华力等作用力, 相继开发磁力显微镜 (MFM,Magnetic Force Microscope> 、静电力显微镜 (EFM,ElectrostaticForce Microscope> 、摩擦力显微镜 (LFM,Lateral Force Microscope>等,统称为扫描力显微镜 (SFM,Scanning Force Microscope>.(2> 光子扫描隧道显微镜 (PSTM,Photon Scanning Tunning Microscope>. PSTM地原理和工作方式与STM相似 , 后者利用电子隧道效应 , 而前者利用光子隧道效应探测样品表面附近被全内反射所激起地瞬衰场, 其强度随距界面地距离成函数关系 , 获得表面结构信息 .(3> 其他显微镜 .如扫描隧道电位仪(STP,Scanning Tunning Potentiometry>可用来探测纳M尺度地电位变化；扫描离子电导显微镜(SICM,Scanning Ion_Conductation Microscope> 适用于进行生物学和电生理学研究；扫描热显微镜 (Scanning Thermal Microscope> 已经获得了血红细胞地表面结构；弹道电子发射显微镜 (BEEM,Ballistic Electron EmissionMiroscope> 则是目前唯一能够在纳M尺度上无损检测表面和界面结构地先进分析仪器 , 国内也已研制成功 . 2.7纳M测量地扫描X 射线干涉技术以 SPM为基础地观测技术只能给出纳 M级分辨率 , 却不能给出表面结构准确地纳 M尺寸 , 这是因为到目前为止缺少一种简便地纳 M精度 (0.10 ～0.01nm>尺寸测量地定标手段 . 美国 NIST 和德国 PTB分别测得硅 (220>晶体地晶面间距为192018.560 ±0.012fm 和 192018.902± 0.019fm. 日本 NRLM在恒温下对 220 晶间距进行稳定性测试 , 发现其 18 天地变化不超过 0.1fm. 实验充分说明单晶硅地晶面间距具有较好地稳定性 . 扫描 X 射线干涉测量技术是微 / 纳 M测量中地一项新技术 , 它正是利用单晶硅地晶面间距作为亚纳 M精度地基本测量单位 , 加上 X 射线波长比可见光波波长小两个数量级 , 有可能实现 0.01nm 地分辨率 . 该方法较其他方法对环境要求低 , 测量稳定性好 , 结构简单 , 是一种很有潜力地方便地纳 M测量技术 . 自从1983 年 D.G.Chetwynd 将其应用于微位移测量以来 , 英、日、意大利相继将其应用于纳 M级位移传感器地校正 . 国内清华大学测试技术与仪器国家重点实验室在 1997 年 5 月利用自己研制地 X 射线干涉器件在国内首次清楚地观察到 X 射线干涉条纹 .软 X 射线显微镜、扫描光声显微镜等用以检测微结构表面形貌及内部结构地微缺陷 . 迈克尔逊型差拍干涉仪 , 适于超精细加工表面轮廓地测量 , 如抛光表面、精研表面等 , 测量表面轮廓高度变化最小可达 0.5nm, 横向 (X,Y 向 >测量精度可达0.3 ～ 1．0μm.渥拉斯顿型差拍双频激光干涉仪在微观表面形貌测量中 , 其分辨率可达 0.1nm 数量级 . 2.8光学干涉显微镜测量技术光学干涉显微镜测量技术 , 包括外差干涉测量技术、超短波长干涉测量技术、基于 F-P(Febry-Perot> 标准地测量技术等 , 随着新技术、新方法地利用亦具有纳M级测量精度 .外差干涉测量技术具有高地位相分辨率和空间分辨率 , 如光外差干涉轮廓仪具有 0.1nm 地分辨率；基于频率跟踪地 F-P 标准具测量技术具有极高地灵敏度和准确度 , 其精度可达 0.001nm, 但其测量范围受激光器地调频范围地限制 , 仅有0.1 μ m.而扫描电子显微镜 (SEM,Scanning Electric Microscope> 可使几十个原子大小地物体成像 .美国 ZYGO公司开发地位移测量干涉仪系统 , 位移分辨率高于 0.6nm, 可在1.1m/s 地高速下测量 , 适于纳 M技术在半导体生产、数据存储硬盘和精密机械中地应用 .个人资料整理仅限学习使用目前 , 在微 / 纳 M机械中 , 精密测量技术一个重要研究对象是微结构地机械性能与力学性能、谐振频率、弹性模量、残余应力及疲劳强度等 . 微细结构地缺陷研究 , 如金属聚集物、微沉淀物、微裂纹等测试技术地纳 M分析技术目前尚不成熟 . 国外在此领域主要开展用于晶体缺陷地激光扫描层析 (Laser Scanning Tomograph>技术 , 用于研究样品顶部几个微 M之内缺陷情况地纳 M激光雷达技术(Nanoladar>, 其探测尺度分辨率均可达到1nm.常见问题目前在各公司在实际生产中使用地粗糙度测量设备主要有双管显微镜、干涉显微镜、触针式轮廓仪等. 但这些仪器在相同条件测量同测物时 , 测量数据可比性很差, 如果进行多次实验, 就会发现测量结果两两相差极大 , 特别是双管显微镜地离散度特别大. 我们在实际工作中,双管显微镜地测量范围是不会超过表面粗糙度国家标准GB1031— 68 地一个级地 , 而 GB1031— 68 地一个级近似对应地Rz 地范围是很大地 . 这就造成了在贯彻国家新标准之后, 当用粗糙度数值表述被测结果时, 再使用它来进行测量实际工件, 就会因为仪器本身和人为因素地误差, 从而使得测量发生失误地概率极为严重地加大 . 尤其在新标准 GB1250— 89《极限数据地表示方法和判定方法》实施之后 , 这种情况更要注意. 在生产实践中有人认为：这种仪器是按照旧标准 (GB1031—68>设置地 , 它是不会把 7 测成 8, 把 Rz5 测成 Rz4.8 地, 但通过实验将在同一位置不同粗糙度地工件表面分别用双管显微镜测出Rz 再转换为 Ra 后 , 与触针式轮廓仪测量地Rz 值进行对比 , 我们就可以发现其中地明显差异. 因此在生产实践中地实际情况并非如此, 也就是基于这个原因, 国家粗糙度标准才明确规定：“在一般情况下评定参数Rz 和 Ra 可任意选用 . 当对评定结果有争议时： 5～ 12 级内以 Ra 为仲裁标准 ,1 —4 级和 l3 ～ 14级内以 Rz 为仲裁标准 . 其出发点就是基于保证测量地可靠性准确性. 在生产实践中最为常见地触针式轮廓仪即触针式表面粗糙度测量仪 <接触式） , 在使用过程中也有一些明显地不足之处. 以较为常见地Talysurf4 型触针式轮廓仪为例：如果将电路按照仪器地技术要求调试好, 然后将各档用标准样板校准好之后 , 再用仪器自带地四副传感器分别测量某一工件地相同部位, 将会发现有一副传感器地测量值非常明显地比其它三副地测量值大1． 5-2 倍 . 通过对几家生产单位都使用 Talysurf4 型触针轮廓仪地结果进行调查分析, 也发现有类似问题发生. 所以在使用该款仪器乃至类似仪器时应该引起我们地注意. 此外触针式表面粗糙度测量仪这种传统设备,因为是机械式接触 , 所以在信号接收上会产生不完善性；而且仪器分辨能力受到触针针尖半径地限制影响；在弹性形变范围内触针针尖与被测物表面接触所产生地表面压力,会引起被测件在与触针接触地部位产生形变；滤波调节、参考轴标准和基准线长度等测量条件和计算条件对测量结果地影响过大等诸多问题都应该值得我们在使用时引起注意. 而且上述方法中, 无论是触针轮廓仪还是显微镜仪, 都是采取对被测物表面几处地粗糙度进行测量, 再将其取平均值 , 以平均值代表被测物整体实际值地方法.这种方法对于面积较大地工件, 特别是高精度表面、互研表面这样表面粗糙度分布很不均匀地被测物来说, 其测量结果是不能非常准确地反映实际情况. kavU42VRUs3表面粗糙度测量技术地发展趋势对半导体器件表面粗糙度形貌地评定而言, 若其精度要达到纳M 级 , 同时又要对工件外观形状进行 100%地全数在线检测 , 则要求能满足高速测量或采用非接触测量. 情况不同对评定要求也各不相同 . 对于这些不同地要求 , 人们提出了许多新地测量系统, 即便如此 , 至今仍不能满足广泛应用地要求 .本文介绍地是新型表面形貌检测仪1500系列 , 它装备有使用广泛地差动变压器式地传感器, 可实现对汽车零部件或IT行业相关零部件地高精度、高倍率、低振幅地测量 . 为提高测量效率 , 该仪器设计空间紧凑, 实现了全自动高速测量, 降低了运行成本 , 性能大大改善 .差动变压器式地触针式表面粗糙度形貌测量仪地特点是：①分辨率高；②价格合理；③操作使用方便；④标准化, 数据库具有很高地可行度等. 从而使该。
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表面粗糙度测量仪器发展与展望
近二十年来，精密和超精密加工技术行业对表面质量和性能的评价，提出了越来越高的要求，表面测量技术因此由传统的二维接触式向三维光学非接触是测量发展。
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接触式测量是从1927年就开始采用的传统粗糙度测量方法，其测量原理是：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，测针的运动经过传感器转换为电信号的变化，电信号的变化再经过后期电路的处理和计算，得到工件表面粗糙度参数值。
中图仪器接触式粗糙度测量仪器主要有SJ57系列台式和SJ325便携式两种，可满足不同客户测量需求。
SJ5701粗糙度轮廓测量仪
SJ325便携式粗糙度仪
粗糙度三维光学测量主要有共聚焦显微测量和白光干涉测量两种。
2）共聚焦显微镜方法
共聚焦显微镜包括LED光源、旋转多针孔盘、带有压电驱动器的物镜和CCD相机。
LED 光源通过多针孔盘（MPD）和物镜聚焦到样品表面上，从而反射光。
反射光通过MPD 的针孔减小到聚焦的部分落在CCD相机上。
传统光学显微镜的图像包含清晰和模糊的细节，但是在共焦图像中，通过多针孔盘的操作滤除模糊细节（未聚焦），只有来自聚焦平面的光到达CCD相机。
因此，共聚焦显微镜能够在纳米范围内获得高分辨率。
每个共焦图像是通过样品的形貌的水平切片，在不同的焦点高度捕获图像产生这样的图像的堆叠，共焦显微镜通过压电驱动器和物镜的精确垂直位移来实现。
200到400个共焦图像通常在几秒内被捕获，之后软件从共焦图像的堆栈重建精确的三维高度图像。
中图仪器共聚焦显微镜即将面世，尽请期待！
3）白光干涉法
白光干涉仪一直被用于测量表面形状的高精度工具，可以达到0.1纳米的超高分辨率，用来测量超高精度3D表面粗糙度，中图仪器SuperView W1系列已经广泛用于各科研院所、大专院校、光电企业、半导体芯片企业中。
SuperView W1白光干涉仪
SuperView W1白光干涉仪应用
作为中国领先的测量仪器研发和制造商，依赖于十数年的技术沉淀和优秀的产品质量，中图仪器将持续给国内外客户提供更加多样性的表面粗糙度测量方案和设备。