接触式轮廓仪和非接触式轮廓仪的区别是什么

接触式轮廓仪和非接触式轮廓仪在测量原理、适用范围、测量精度、测量速度等方面存在明显区别：

1、测量原理

接触式轮廓仪：通过一个带有金刚石触针的测量头与被测表面直接接触，在驱动装置带动下，触针沿被测表面滑行。表面微观的高低起伏使触针产生上下位移，该位移通过传感器转化为电信号，经放大、处理后，得出被测表面的轮廓信息。例如，常见的电感式接触轮廓仪，利用电磁感应原理将触针位移转化为电信号变化。

非接触式轮廓仪：基于光学、激光、超声等原理实现测量。以光学干涉轮廓仪为例，它利用光的干涉原理，将参考光束和被测表面反射光束进行干涉，根据干涉条纹的形状和间距来计算表面高度信息；激光三角法轮廓仪则是通过发射激光束到被测表面，激光束在表面漫反射，通过检测反射光在成像元件上的位置，利用三角几何关系计算出被测点的高度。

2、适用范围

接触式轮廓仪：适用于大部分常规材料和表面的测量，尤其对刚性材料且表面不易被划伤的工件，如金属、陶瓷等材料的零件测量效果较好。在机械制造行业，常用于测量轴类、齿轮等零件的表面轮廓和粗糙度。

非接触式轮廓仪：更适合对软质、易变形材料或表面不允许有损伤的工件进行测量。比如橡胶、塑料等软质材料，以及光学镜片、集成电路芯片等对表面质量要求极高且不允许接触损伤的工件。此外，对于一些高温、有毒等特殊环境下的测量，非接触式轮廓仪也能发挥优势。

3、测量精度

接触式轮廓仪：一般情况下，测量精度较高，在微米甚至亚微米级别。由于触针与被测表面直接接触，能较为准确地捕捉表面的微观轮廓信息，但触针的磨损、测量力的大小等因素会对测量精度产生一定影响。

非接触式轮廓仪：测量精度因具体测量原理和仪器性能而异，部分高精度的非接触式轮廓仪也能达到微米级甚至更高精度。然而，受环境因素（如温度、湿度、气流等）影响较大，在高精度测量时，需要严格控制测量环境。

4、测量速度

接触式轮廓仪：测量速度相对较慢，因为触针需要与被测表面逐点接触并获取数据，测量过程中为保证测量精度，速度不能太快。对于大型工件或需要大量测量点的情况，测量时间会较长。

非接触式轮廓仪：通常具有较快的测量速度，能够快速获取大量测量点的数据。例如，一些基于激光扫描的非接触式轮廓仪，可在短时间内完成对整个被测表面的扫描测量，适用于对测量效率要求较高的场合。

5、设备成本与维护

接触式轮廓仪：设备成本相对较低，结构相对简单，维护相对容易。但需要定期检查和更换触针，以保证测量精度，触针的磨损会影响测量结果，并且测量力的调整也需要一定的经验。

非接触式轮廓仪：设备成本较高，尤其是高精度的光学或激光测量设备，其制造和调试工艺复杂。维护方面，需要专业的技术人员进行操作和维护，对使用环境要求较高，如需要定期校准光学系统，以保证测量精度。