Question

表面粗糙度都有哪些测量方法？

Answer 1

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Answer 2

表面粗糙度可以通过使用粗糙度测量仪器来进行测量。

常用的测量方法主要分为接触式测量和非接触式测量。这两种方法都可以提供表面粗糙度的数值和图像表示。

一、接触式测量粗糙度：

接触式测量粗糙度是通过机械探针与被测物体表面接触来进行测量的。当机械探针接触到被测表面时，测量系统会记录下机械探针的运动轨迹和力的变化。通过测量探针在表面上的运动和受到的力的变化，可以计算出表面的形貌参数。测量原理中的关键是探针与被测表面的接触和运动，因此需要保证探针的稳定性和精确性。

• 优点：设备成本相对较低。

• 缺点：探针维修和更换的成本高；测量速率较慢、精度较低；对测量物体有损伤；对被测材料有要求，软质材料、尖锐产品难以测量。

二、非接触式测量粗糙度：

非接触测量粗糙度一般采用光学的原理。比如：白光干涉仪利用光干涉的原理，获取物体表面信息，是一种精密测量仪器，能对物体的表面粗糙度进行高精度测量。以压电陶瓷器件驱动的白光干涉仪的测量精度很高，精度可以达到亚纳米级别。以大量程、高精度的高速压电陶瓷单元驱动的白光干涉仪精度高达0.03nm，扫描速度高达400μm/s。它应用的行业很广泛，可应用于新能源、半导体、精密加工、精密光学、航空航天、3C产品、材料、液晶等领域。

• 优点：测量速率较快、精度较高；对测量物体无损伤；对材料无要求，软质材料和尖锐产品也可测量。

• 缺点：设备成本相对较高。

综上所述，表面粗糙度的测量需要根据实际测量情况和需求来选择合适的测量方法。

Answer 3

比较测量法：将被测表面与标准粗糙度样板作比较，评定粗糙度等级。粗糙度样板（又称粗糙度标准块），是以不同的加工方法（车、刨、平铣、立铣、磨等）制成的一组金属块。

比较法测量简便，使用于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表面的测量。方法是将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。比较时可以采用的方法:Ra>1.6μm时用目测，Ra1.6~Ra0.4μm时用放大镜，Ra。

比较法

表面经磨、车、镗、铣、刨等切削加工，电铸或其他铸造工艺等加工而具有不同的表面粗糙度。有时可直接从工件中选出样品经过测量并评定合格后作为样块。利用样块根据视觉和触觉评定表面粗糙度的方法虽然简便，但会受到主观因素影响，常不能得出正确的表面粗糙度数值。

表面粗糙度测量是将表面粗糙度比较样块（简称样块）根据视觉和触觉与被测表面比较，判断被测表面粗糙度相当于那一数值，或测量其反射光强变化来评定表面粗糙度(见激光测长技术)。

以上内容参考：百度百科-表面粗糙度测量

Answer 4

表面粗糙度测量方法：
1、比较法
比较法测量简便，使用于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表面的测量。方法是将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。比较时可以采用的方法:Ra>1.6μm时用目测，Ra1.6~Ra0.4μm时用放大镜，Ra<0.4μm时用比较显微镜。
比较时要求样板的加工方法，加工纹理，加工方向，材料与被测零件表面相同。
2、触针法
利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，它能自动计算出轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz，轮廓最大高度Ry和其他多种评定参数，测量效率高，适用于测量Ra为0.025～6.3微米的表面粗糙度。
3、光切法
双管显微镜测量表面粗糙度，可用作Ry与Rz参数评定，测量范围0.5~50。
4、干涉法
利用光波干涉原理(见平晶、激光测长技术)将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高（可达500倍）的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。这种方法适用于测量Rz和Ry为0.025～0.8微米的表面粗糙度。
表面粗糙度(surfaceroughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

Answer 5

直接用现代化工业测量仪器来测量是最省时省力的。比如测纳米级别的粗糙度用先进的光学测量仪器——白光干涉仪。

它是以白光干涉扫描技术为基础研制而成用于样品表面微观形貌检测的精密仪器。利用光波干涉原理 将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度，可以轻松测量粗糙度。

白光测量的粗糙度范围从0.1nm到10μm别。面和线粗糙度测量，可确保0.1nm的测量可靠性，不限制材质和形状。广泛应用于半导体制造及封装工艺检测、3C电子玻璃屏及其精密配件、光学加工、微纳材料及制造等领域，可测从纳米到微米级别工件的粗糙度。

Answer 6

表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry ；

他们代表的意义是：Ra 是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。

Rq 是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。

Rz 是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。

Ry 是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。

目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。

1. 比较法 它是在工厂里常用的方法， 用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的判断。

2. 光切法 它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。

3. 干涉法 它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多；

4. 触针法 它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。

它可分为便携式和台式电动轮廓仪， 便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。它的测量范围较大：Ra 值一般在0.02—50μm 。

这里我们对电动轮廓仪的原理和仪器常见的故障排除方法进行讨论；

电动轮廓仪的工作原理采用的是触针法。仪器利用驱动箱拖动电感传感器在工件表面上以一定的速度滑行，电感传感器触针随同被测表面轮廓的峰谷起伏，产生上下位移，这个线值位移量引起传感器内测量桥路两臂中电感量的变化，从而使得电桥输出与触针位移成比例的条幅信号，这个微弱的电信号经过电子装置放大整流后，成了代表工件截面轮廓的信号。

将它输入记录仪，就得到了截面轮廓的放大图；或者把信号通过适当的环节进行滤波和计算后，由电表直接读出Ra 参数评定的表面粗糙度的值。