儀器檢測：粗糙度儀的工作原理和分類

      粗糙度儀的工作原理，粗糙度儀是用于測量物體表面粗糙度的儀器。因?yàn)槲矬w表面質(zhì)量的特性是零件最重要的特性之一，尤其在計量儀器檢測中對表面質(zhì)量有更高的要求。最早人們是用標(biāo)準(zhǔn)樣件或樣塊，通過肉眼觀察或用手觸摸，對物體表面粗糙度做出定性的綜合評定。
      后來各國相繼研制出多種測量表面粗糙度的儀器。目前，測量表面粗糙度常用的方法有：比較法、光切法、干涉法、針描法和印模法等。而測量迅速方便、測值精度較高、應(yīng)用最為廣泛的就是采用針描法原理的表面粗糙度測量儀。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，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，把這種移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(guān)粗糙度的數(shù)據(jù)或圖形輸出來。
      具體在使用過程中，測量工件表面粗糙度時，將傳感器放在工件被測表面上，由儀器內(nèi)部的驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動傳感器沿被測表面做等速滑行，傳感器通過內(nèi)置的銳利觸針感受被測表面的粗糙度，此時工件被測表面的粗糙度引起觸針產(chǎn)生位移，該位移使傳感器電感線圈的電感量發(fā)生變化，從而在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號經(jīng)過放大及電平轉(zhuǎn)換之后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，DSP芯片將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和參數(shù)計算，測量結(jié)果在液晶顯示器上讀出，也可在打印機(jī)上輸出，還可以與PC機(jī)進(jìn)行通訊。
      傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀工作原理框圖指零表的作用反映鐵芯在差動電感線圈中所處的位置。
      當(dāng)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(nèi)。所以，在測量之前，必須調(diào)整指零表，使其處于零位。噪聲濾波的目的在于剔除一些干擾信號，如電氣元件的噪聲所引起的虛假信號。
      大量的測試表明，高于400Hz的信號即不是被測表面粗糙度所引的信號，必須從總信號中加以剔除。所以噪聲濾波器是一種低通(低頻能通過)濾波器，它使400Hz以下的低頻信號順利通過，而將400Hz以上的高頻信號迅速衰減，從而達(dá)到濾波的目的。
      波度濾波的目的則是用以濾掉距大于取樣長度的波度，因此它是一個高通(高頻能通過)濾波器，使表面粗糙度所引起的高頻(相對于波度引起的低頻而言)信號能自由通過。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，再平均表放大器后，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的絕對值成正比，然后經(jīng)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0.02-10靘的Ra值，其中有少數(shù)型號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。