傳統(tǒng)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(dāng)觸針直接在工件被測表面上輕輕劃過時(shí)，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(chǎn)生上下移動(dòng)，把這種移通過電子裝置把信號(hào)加以放大，然后通過指零表或其它輸出裝置將有關(guān)粗糙度的數(shù)據(jù)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(qū)動(dòng)器、指零表、記錄器和工作臺(tái)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(shí)將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅(qū)動(dòng)器以一定的速度拖動(dòng)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(shí)，將產(chǎn)生上下移動(dòng)。此運(yùn)動(dòng)經(jīng)支點(diǎn)使磁芯同步地上下運(yùn)動(dòng)，從而使包圍在磁芯外面的兩個(gè)差動(dòng)電感線圈的電感量發(fā)生變化。
經(jīng)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(hào)，再經(jīng)平均表放大器后，所輸出的電流I與被測表面輪廓各點(diǎn)偏離中線的高度y的值成正比，然后經(jīng)積分器完成 的積計(jì)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(shù)型號(hào)的儀器還可測定更小的參數(shù)值，儀器配有各種附件，以適應(yīng)平面、內(nèi)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(tǒng)表面粗糙度測量儀的不足
傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀存在以下幾個(gè)方面的不足：
（1）測量參數(shù)較少，一般僅能測出Ra、Rz、Ry等少量參數(shù)；
（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(píng)定長度的選取，濾波器的選擇等；
（4）測量結(jié)果的輸出不直觀。
造成上述幾個(gè)方面不足的主要原因是：系統(tǒng)的可靠性不高，模擬信號(hào)的誤差較大且不便于處理等。
3、 對(duì)傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀的改進(jìn)
3.1 傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀的改進(jìn)方案
為了克服傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀的不足，應(yīng)該采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。例如，英國蘭克精密機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使其性能較之傳統(tǒng)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(hào)，經(jīng)過放大及電平轉(zhuǎn)換之后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)地將其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和計(jì)算，得到測量結(jié)果，測量結(jié)果及輪廓圖形在顯示器顯示或打印輸出。