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上海光學(xué)儀器一廠：表面粗糙度儀的相關(guān)原理介紹
我們都知道采用針描法原理的表面粗糙度儀由傳感器,、驅(qū)動(dòng)器、指零表,、記錄器和工作臺(tái)等主要部件組成,。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(cè)桿的一端裝有金剛石觸針,，觸針曲率半徑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,，觸狀在被測(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,。
指零表的作用反映鐵芯在差動(dòng)電感線圈中所處的位置,。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。噪聲濾波的目的在于剔除一些干擾信號(hào),，如電氣元件的噪聲所引起的虛假信號(hào),。大量的測(cè)試表明，高于 400Hz的信號(hào)即不是被測(cè)表面粗糙度所引的信號(hào),，必須從總信號(hào)中加以剔除,。所以噪聲濾波器是一種低通（低頻能通過(guò)）濾波器，它使400Hz以下的低頻信號(hào)順利通過(guò),，而將400Hz以上的高頻信號(hào)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(zhǎng)度的波度,，因此它是一個(gè)高通（高頻能通過(guò)）濾波器,，使表面粗糙度所引起的高頻（相對(duì)于波度引起的低頻而言）信號(hào)能自由通過(guò)。
經(jīng)過(guò)噪聲濾波和波度濾波以后,，剩下來(lái)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(lái),。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,。
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