粗糙度儀原理
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，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.
粗糙度儀的工作原理 采用針描法原理的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和電感傳感器是輪 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，觸針尖 端曲率半徑r很小，測量時將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅(qū)動器以一定的 速度拖動傳感器。由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸狀在被測表面滑行時，將產(chǎn)生上下移動。 此運動經(jīng)支點使磁芯同步地上下運動，從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發(fā)生變化。 圖3為儀器的工作原理主框圖。傳感器的線圈與測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，于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號，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。此后，將信號分成三路：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，放大后推動記錄器進行記錄；另一路經(jīng)濾波和平均表放大 器放大之后，進入積分計算器，進行積分計算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。
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0.02-10μm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。
傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀存在以下幾個方面的不足：
(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。造成上述幾個方面不足的主要原因是：系統(tǒng)的可靠性不高，模擬信號的誤差較大且不便于處理等。
粗糙度儀分類
粗糙度儀又叫表面粗糙度儀、表面光潔度儀、表面粗糙度檢測儀、粗糙度測量儀、粗糙度計、粗糙度測試儀等多種名稱，國外先研發(fā)生產(chǎn)后來才引進國內(nèi)，目前市場上粗糙度儀品牌主要有：英國泰勒粗糙度儀、德國馬爾粗糙度儀、德國霍梅爾表面粗糙度儀、日本三豐粗糙度儀、東京精密粗糙度、瑞士泰薩粗糙度儀、英國易高粗糙度這些都是國外生產(chǎn)廠商品牌；國內(nèi)生產(chǎn)廠家品牌主要有：北京時代粗糙度儀、哈量粗糙度儀、寧波聯(lián)合、上海泰明、304、威爾遜、蘭泰等。其中時代集團生產(chǎn)的粗糙度儀（時代粗糙度儀）在國內(nèi)占有80%左右的市場份額。粗糙度儀從測量原理上主要分為兩大類：接觸式和非接觸式，接觸式粗糙度儀主要是主機和傳感器的形式，非接觸式粗糙度儀主要是光學(xué)原理例如激光表面粗糙度儀。從測量使用的方便性上說又可分為：袖珍式表面粗糙度儀（代表性產(chǎn)品主要有：時代TR100、TR101、TR110、TR150袖珍式表面粗糙度儀和現(xiàn)已停產(chǎn)的英國泰勒DUO袖珍式表面粗糙度儀）、手持式粗糙度儀（代表性產(chǎn)品主要有TR200/220手持式粗糙度儀、泰勒25粗糙度儀、M1/M2粗糙度儀等品牌型號，不一一列舉）、便攜式粗糙度儀（代表性產(chǎn)品主要有TR240便攜式粗糙度儀和TR300粗糙度形狀測量儀等）、臺式粗糙度儀（品牌型號較多一一列舉，有些手持式粗糙度儀和便攜式粗糙度儀配上相應(yīng)的測量平臺即可以當(dāng)臺式粗糙度儀使用）。粗糙度儀從功能又可劃分為：表面粗糙度儀、粗糙度形狀測量儀（TR300粗糙度形狀測量儀是界于表面粗糙度儀和表面粗糙度輪廓儀之間的一款測量表面粗糙度的儀器，也可說是微觀表面粗糙度輪廓儀）和表面粗糙度輪廓儀（代表性產(chǎn)品主要有英國泰勒表面粗糙度輪廓儀、德國馬爾粗糙度輪廓儀、德國霍梅爾表面粗糙度輪廓儀、日本三豐表面粗糙度輪廓儀）。
表面粗糙度儀具有測量精度高、測量范圍寬、操作簡便、便于攜帶、工作穩(wěn)定等特點，可以廣泛應(yīng)用于各種金屬與非金屬的加工表面的檢測，該儀器是傳感器主機一體化的袖珍式儀器，具有手持式特點，更適宜在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。外形采用拉鋁模具設(shè)計，堅固耐用，抗電磁干擾能力顯著，符合當(dāng)今設(shè)計新趨勢。那么，表面粗糙度儀如何保養(yǎng)呢？
1、表面粗糙度儀長期間使用（一星期）應(yīng)校正標(biāo)準(zhǔn)片，及定期檢查探針是否有磨損。
2、供給電源為穩(wěn)壓電源，若電壓不穩(wěn)定，須加穩(wěn)壓裝置，必須接地線。
3、使用乙醇（或95％以上酒精）和無塵布清潔機器。
4、機器充電時，要注意控制充電時間一般以10~15小時為宜。要防止因超長時間的過充電而對電池造成損害。
5、感應(yīng)頭為精密部分應(yīng)避免撞擊，如果被測工件有凹槽或有臺階應(yīng)遠(yuǎn)離，以免弄斷探針。
6、表面粗糙度儀避免碰撞、劇烈震動、重塵、潮濕、油污、強磁場等情況。
7、每次測量完畢要及時關(guān)掉電源，以保持電池電量，并應(yīng)及時對電池進行充電。
8、表面粗糙度儀的標(biāo)準(zhǔn)片為精密校正片，不能用酒精及其它清洗液清潔，如有臟物吹風(fēng)泵吹掉即可。
粗糙度儀的保養(yǎng)與維修
(1) 嚴(yán)格避免碰撞、劇烈振動、重塵、潮濕、油污、強磁等。
(2) 傳感器用后請及時放入盒內(nèi)保存。
(3) 電池電壓不足時應(yīng)及時充電。工作的同時允許插入電源適配器，但如測試Ra 值較低的樣塊時將會影響測試精度。如果充電數(shù)小時后，電壓仍然不足或充滿后使用很短時間又發(fā)現(xiàn)電壓不足，則需更換電池。
a. 擰下電池倉蓋上的兩個螺釘，取下電池倉蓋。
b. 取出電池組，拔下聯(lián)接插頭，迅速換上備用電池組(選件)。
c. 將電池組放回電池倉，蓋上電池倉蓋，擰好螺釘。
在更換電池時，會造成機內(nèi)存儲數(shù)據(jù)的丟失，所以應(yīng)先將重要的測量數(shù)據(jù)打印或記錄下來。
(4) 因傳感器為十分精密的部件，拆裝操作不慎會遭到損壞，故建議在測量中集中使用，盡量減少拆裝次數(shù)，以免對粗糙度儀的保養(yǎng)與維修造成影響。
(5)當(dāng)測量誤差超出±10%的范圍，并且用戶確認(rèn)誤差原因不是因人為因素導(dǎo)致時，可采用本機特設(shè)的軟件校準(zhǔn)功能。校準(zhǔn)值是一個百分?jǐn)?shù)，表示校準(zhǔn)后測量結(jié)果相對于未校準(zhǔn)時增大(或減少)的百分比。
例如，某工件表面標(biāo)定的Ra 值為0.44μｍ，而實際在0.8mm 取樣長度下測量值為0.40μｍ。這時，可在“系統(tǒng)設(shè)置”菜單中將相應(yīng)取樣長度(即0.8mm)的校準(zhǔn)值調(diào)整為+10%。再進行測量，測得Ra 值為0.44μｍ。
指定校準(zhǔn)值后，測量所得的所有粗糙度參數(shù)(包括Tp 值)都將按指定百分比增大或減小之后，該校準(zhǔn)值將對相應(yīng)取樣長度上的測量結(jié)果一直有效，直到改變該校準(zhǔn)值為止。
(6) 當(dāng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，用戶可在不拆機的情況下設(shè)法修復(fù)。若不能修復(fù)，請送交維修部。用戶不要自行拆機，以便于公司對粗糙度儀的保養(yǎng)與維修進行檢測。
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