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粗糙度儀的種類和工作原理
Published:
2023-02-14
針描法又稱觸針法。當(dāng)觸針直接在工件被測(cè)表面上輕輕劃過時(shí)，由于被測(cè)表面輪廓峰谷起伏， 觸針將在垂直于被測(cè)輪廓表面方向上產(chǎn)生上下移動(dòng)，把這種移動(dòng)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。
針描法又稱觸針法。當(dāng)觸針直接在工件被測(cè)表面上輕輕劃過時(shí)，由于被測(cè)表面輪廓峰谷起伏， 觸針將在垂直于被測(cè)輪廓表面方向上產(chǎn)生上下移動(dòng)，把這種移動(dòng)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。
采用針描法原理的表面粗糙度測(cè)量?jī)x由傳感器、驅(qū)動(dòng)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(cè)桿的一端裝有金剛石觸針，觸針尖 端曲率半徑r很小，測(cè)量時(shí)將觸針搭在工件上，與被測(cè)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(cè)表面輪廓峰谷起伏，觸針在被測(cè)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。傳感器的線圈與測(cè)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(gè)和觸針上下的位移量成正比的信號(hào)，經(jīng)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(hào)。此后，將信號(hào)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(dòng)記錄器進(jìn)行記錄；另一路經(jīng)濾波和平均表放大 器放大之后，進(jìn)入積分計(jì)算器，進(jìn)行積分計(jì)算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。
當(dāng)鐵芯處于差動(dòng)電感線圈的中間位置時(shí)，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(nèi)。所以，在測(cè)量之前，必須調(diào)整指零表，使其處于零位。經(jīng)過噪聲濾波和波度濾波以后，剩下來的就是與被測(cè)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(cè)表面輪廓各點(diǎn)偏離中線的高度y的絕對(duì)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(cè)定0.02-10μm的Ra值，其中有少數(shù)型號(hào)的儀器還可測(cè)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(cè)量。測(cè)量迅速方便，測(cè)值精度高。
傳統(tǒng)表面粗糙度測(cè)量?jī)x存在以下幾個(gè)方面的不足：
（1）測(cè)量參數(shù)較少，一般僅能測(cè)出Ra、Rz、Ry等少量參數(shù)；
（2）測(cè)量精度較低，測(cè)量范圍較小，Ra值的范圍一般為0.02-10μm左右；
（3）測(cè)量方式不靈活，例如：評(píng)定長(zhǎng)度的選取，濾波器的選擇等；
（4）測(cè)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。
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