表面轮廓仪测量原理是什么

表面轮廓仪的测量原理根据其类型有所不同，主要包括直角坐标测量法和光学干涉法。以下是关于这两种测量原理的详细解释：

一、直角坐标测量法（触针接触式）

工作原理：

采用直角坐标测量法，通过触针与被测表面的接触来感知表面的几何形状变化。

仪器内部的驱动机构带动传感器（内置锐利触针）沿被测表面做等速滑行。

触针感受被测表面的几何形状变化并产生位移，该位移使传感器电感线圈的电感量发生变化。

变化的电感量在相敏整流器的输出端产生与被测表面轮廓成比例的模拟信号。

该模拟信号经过放大及电平转换后变为数字信号，进入数据采集系统。

计算机对采集到的数字信号进行分析和计算，从而得到被测表面的轮廓信息。

特点：

适用于各种精密机械零件的素线形状和截面轮廓形状的测量。

由于采用精密气浮直线运动导轨和进口光栅尺计量，具有较高的移动精度和稳定性。

数据采集及数据处理均采用计算机，测试精度高、功能多。

二、光学干涉法（非接触式）

工作原理（以光学3D表面轮廓仪为例）：

利用白光干涉原理进行成像测量。

仪器发射一束宽光谱的白光，并将其照射到被测物体表面。

收集被物体反射的光线，形成一系列干涉条纹。

干涉条纹的形态和分布与被测物体表面的高度和形状有关。

通过分析干涉条纹，得到物体的三维形貌信息。

特点：

无需对工件表面进行镀膜处理，不受光学表面高度分布的限制。

具有高速和高精度的测量能力，分辨率可达0.1nm。

适用于材料学领域的研究和应用，如测量透明薄膜的厚度等。

采用了自适应光学系统，提供自动对焦、自动找条纹、自动调亮度等自动化辅助功能。

综上所述，表面轮廓仪的测量原理根据类型不同而有所差异。直角坐标测量法通过触针与被测表面的接触来感知形状变化，而光学干涉法则利用白光干涉原理进行成像测量。两种方法各有特点，用户应根据具体需求选择合适的仪器类型。