Шорсткість поверхні можна перевірити контактним і безконтактним методами.
контактні або безконтактні методи рис
Контактний профілометр
Кінчик стилуса безпосередньо торкається поверхні зразка.
Стилус встановлений у верхній частині детектора та відстежує поверхню зразка. Він рухається вгору та вниз для електронного виявлення.
Електронний сигнал записується після посилення і цифрового перетворення.
Для точного вимірювання дрібних форм і шорсткості за допомогою вимірювача шорсткості контактної поверхні контактний тиск має бути невеликим, а радіус кінчика стилуса має бути якомога меншим. Стилус виготовляється з сапфіра або алмазу. Радіус вершини зазвичай менше 10 мкм. Ідеальна форма стилуса - тороїд зі сферичним наконечником.
Радіус наконечника: rtip=2um.5 um, 10um
Кут конуса: 60 градусів, 90 градусів
* Якщо не вказано інше, ідеальний кут конуса для загальних вимірювальних інструментів становить 60 градусів.
Портативний тестер шорсткості поверхні
Принцип роботи контактного профілометра полягає у вимірюванні Z-зміщення алмазного стилуса під час його руху поверхнею виготовленої деталі. Коли стилус рухається вздовж поверхні виробу, як правило, в діапазоні до 25 мм, це зміщення перетворюється в цифрове значення, яке відображається на екрані профілометра. Після відображення розробник або виробник продукту аналізує результати вимірювань і може отримати глибше розуміння атрибутів продукту. Діаграма виявлення шорсткості контакту
У приладі для визначення шорсткості кінчик стилуса знаходиться в прямому контакті з поверхнею зразка. Наконечник детектора оснащений стилусом, який простежує поверхню зразка. Вертикальний рух стилуса реєструється електричним сигналом, який посилюється та перетворюється в цифровий спосіб за допомогою датчика переміщення, такого як LVDT.
Недоліки контактного вимірювання
Оскільки стилус може пошкодити поверхню виробу, коли він контактує з поверхнею під час вимірювання, спричиняючи зміни шорсткості поверхні. Це також повільніше, ніж безконтактна технологія, і вимірювання обмежено радіусом кінчика стилуса, тому, якщо його застосувати у великомасштабних виробничих процесах, це може сповільнити процес складання. Крім того, контактна технологія має труднощі з визначенням точок точного вимірювання, тому зразок потрібно вирізати та обробляти для перевірки.
2. Безконтактний профілометр
Безконтактні профілометри можна вимірювати за допомогою різноманітних методів, у тому числі лазерної тріангуляції, конфокальної мікроскопії та цифрової голографії. Найбільш поширеним безконтактним профілометром є оптичний профілометр, який використовує світло замість фізичного зонда.
Точкова дірка має діаметр лише кілька десятків мікрометрів, і її функція полягає в тому, щоб відсікати відбите світло, коли воно не у фокусі. Коли «у фокусі», відбите світло як звичайної оптичної системи, так і лазерної конфокальної оптичної системи потрапляє в світлоприймальний елемент. При спостереженні «поза фокусом» відбите світло звичайної оптичної системи (позафокусне світло) потрапляє в світлоприймальний елемент, але відбите світло лазерної конфокальної оптичної системи (позафокусне світло) відсікається точковим отвором. . Тобто відбите світло потрапляє на світлоприймальний елемент лише тоді, коли він у фокусі, і це є основою для формування конфокальної оптичної системи.
У технології оптичних вимірювань світло спрямовується на поверхню виробу. Отримавши відображення від добре розташованого еталонного дзеркала, камера може виявляти поверхню в 3D.
Порівняння контактного і безконтактного вимірювання
Безконтактні профілометри дуже надійні, здатні вимірювати зміни поверхні в межах мікронів і можуть обчислювати шорсткість поверхні набагато швидше. Крім того, інструменти для безконтактного вимірювання поверхні можуть вимірювати більші площі, оскільки вони не обмежені розміром наконечника стилуса.