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觸針式表面輪廓測(cè)量?jī)x(以下簡(jiǎn)稱“輪廓儀”)廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，但卻缺少國(guó)家校準(zhǔn)規(guī)范來(lái)對(duì)其計(jì)量性能的校準(zhǔn)做出指導(dǎo)，僅有一個(gè)福建省地方規(guī)程JJF(閩)1043-2011《接觸(觸針)式表面輪廓測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范》可以作為參考。但經(jīng)過(guò)實(shí)際使用后，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)容有一些不合理之處。本文主要通過(guò)對(duì)該規(guī)范的解讀，來(lái)研究輪廓儀幾個(gè)計(jì)量性能的校準(zhǔn)方法。

一、內(nèi)容分析

根據(jù)對(duì)JJF(閩)1043-2011的實(shí)際應(yīng)用，本文提出以下幾個(gè)問(wèn)題:

1.觸針幾何尺寸校準(zhǔn)

輪廓儀觸針的幾何尺寸在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)輪廓儀的測(cè)量過(guò)程有一定的影響，特別是針尖半徑的大小和針尖角度的數(shù)據(jù)，需要在測(cè)量小輪廓、角度復(fù)雜輪廓的過(guò)程中給予充分考慮，因此觸針的幾何尺寸是一項(xiàng)比較重要的計(jì)量性能，可以用放大倍數(shù)200倍以上的影像測(cè)量?jī)x進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.靜態(tài)測(cè)量力

靜態(tài)測(cè)量力是指輪廓儀驅(qū)動(dòng)器施加的作用力，而非測(cè)針的質(zhì)量，所以不能用電子天平的示值乘以重力加速度的方法得到。在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)一臺(tái)輪廓儀的靜態(tài)測(cè)量力分別用電子天平和測(cè)力裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，其結(jié)果是電子天平的平均讀數(shù)為1.06g，乘以重力加速度g(g=9.8m/s2)后，得到的結(jié)果是10.39N。而測(cè)力裝置得到的結(jié)果是0.03N，兩者相差巨大。因此，應(yīng)該用測(cè)力裝置來(lái)對(duì)靜態(tài)測(cè)量力進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.輪廓垂直分量(Z軸)示值誤差

由于測(cè)量力的存在，且量塊是長(zhǎng)方體形狀，將量塊按尺寸大小平行研合在平面平晶工作面上，由大到小測(cè)量量塊表面的輪廓來(lái)校準(zhǔn)Z軸示值誤差的方法，會(huì)存在以下問(wèn)題:首先，由高階量塊過(guò)渡到下一階量塊的過(guò)程中，由于沒有導(dǎo)角，觸針會(huì)猛然下落，與量塊磕碰，導(dǎo)致?lián)p壞；其次，通過(guò)測(cè)量表面輪廓來(lái)校準(zhǔn)會(huì)引入輪廓儀X軸的直線度誤差和量塊測(cè)量面平面度的誤差。

建議參照J(rèn)B/T7401-1994《平面平晶》對(duì)此項(xiàng)計(jì)量性能的校準(zhǔn)方法，調(diào)整工作臺(tái)面與驅(qū)動(dòng)箱方向平行后，將平面平晶安置在工作臺(tái)上，調(diào)整驅(qū)動(dòng)箱高度，使觸針接觸平面平晶中間位置且輪廓儀Z軸示值為零，將量塊研合在平面平晶上，其中心點(diǎn)位置應(yīng)靠近平面平晶中間位置，使觸針接觸量塊，讀取Z軸示值，依次在輪廓儀正值范圍內(nèi)測(cè)量其他量塊，在不移動(dòng)Z軸和X軸的情況下，得到各點(diǎn)的示值誤差。再調(diào)整驅(qū)動(dòng)箱高度，將尺寸最大的量塊調(diào)整為零。用同樣的方法依次在輪廓儀的負(fù)值測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量其他量塊，得到各點(diǎn)示值誤差。

4.輪廓水平分量(X軸)示值誤差

由于各個(gè)廠家生產(chǎn)的輪廓儀的結(jié)構(gòu)不同，且激光干涉儀的靶鏡重量較重，因此利用激光干涉儀進(jìn)行此項(xiàng)性能的校準(zhǔn)比較困難。在GB/T19600-2004《產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS) 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 接觸(觸針)式儀器的校準(zhǔn)》中，推薦使用間距測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)器的方法，在實(shí)際應(yīng)用中比較容易實(shí)現(xiàn)

二、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)輪廓儀各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及實(shí)際應(yīng)用的綜合研究，本文提出了以上的一些問(wèn)題及建議，希望對(duì)輪廓儀的校準(zhǔn)方法研究有一定幫助。