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表面粗糙度儀的工作原理
表面粗糙度儀的工作原理：
表面質(zhì)量的特性零件 重要的特性之一，在計(jì)量科學(xué)中表面質(zhì)量的檢測(cè)具有重要的地位。 早們是用標(biāo)準(zhǔn)樣件或樣塊，通過肉眼觀察或用手觸摸，對(duì)表面粗糙度做出定性的綜合評(píng)定。1929年德的施馬爾茨（G.Schmalz）先對(duì)表面微觀不平度的深度進(jìn)行了定量測(cè)量。1936年美國(guó)的艾卜特（E.J.Abbott）研制成功*臺(tái)車間用的測(cè)量表面粗糙度的輪廓儀。1940年英國(guó)Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度測(cè)量?jī)x“泰呂塞夫（TALYSURF）”。以后，各國(guó)又相繼研制出多種測(cè)量表面粗糙度的儀器。目前，測(cè)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(cè)量迅速方便、測(cè)值精度較高、應(yīng)用 為廣泛的就是采用針描法原理的表面粗糙度測(cè)量?jī)x。本文將詳細(xì)討論表面粗糙度測(cè)量?jī)x的原理及其改進(jìn)方案。
1 傳統(tǒng)表面粗糙度測(cè)量?jī)x的工作原理
1.1 針描法
針描法又稱觸針法。當(dāng)觸針直接在工件被測(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)，把種移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。
1.2 儀器的工作原理
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、記錄器和工作臺(tái)等主要部件組成，見圖1。
圖1 測(cè)量系統(tǒng)圖 圖2 電感傳感器工作原理圖
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。
圖3為儀器的工作原理主框圖。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