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粗糙度儀工作原理
- 2020-07-13-

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,把這種移動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。

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。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,于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號,經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行記錄;另一路經濾波和平均表放大 器放大之后,進入積分計算器,進行積分計算,即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。

當鐵芯處于差動電感線圈的中間位置時,指零表指針指示出零位,即保證處于電感變化的線性范圍之內。所以,在測量之前,必須調整指零表,使其處于零位。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的絕對值成正比,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。

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   。


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