表面粗糙度測(cè)量?jī)x工作原理探析：從接觸式到光學(xué)式的技術(shù)演進(jìn)

　　表面粗糙度測(cè)量?jī)x作為評(píng)定零件表面質(zhì)量的關(guān)鍵工具，其技術(shù)演進(jìn)經(jīng)歷了從接觸式到光學(xué)式的跨越式發(fā)展，核心在于提升測(cè)量精度、效率與適用性。

　　接觸式測(cè)量?jī)x以觸針法為核心，通過金剛石觸針（針尖曲率半徑通常為2-10μm）與被測(cè)表面直接接觸，沿表面勻速掃描時(shí)，微觀峰谷起伏推動(dòng)觸針產(chǎn)生垂直位移。該位移經(jīng)電感傳感器或壓電傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大、濾波后，通過積分計(jì)算得出表面粗糙度參數(shù)（如Ra、Rz）。例如，傳統(tǒng)輪廓儀通過差動(dòng)電感線圈檢測(cè)觸針位移，結(jié)合平衡電橋與積分計(jì)算器，實(shí)現(xiàn)Ra值的直接讀取。此類儀器測(cè)量范圍通常為0.02-10μm，適用于平面、圓柱面等規(guī)則表面，但存在劃傷軟材質(zhì)表面、測(cè)量效率低等局限。

　　光學(xué)式測(cè)量?jī)x則基于非接觸原理，以白光干涉技術(shù)為代表。其通過分光鏡將白光分為參考光與測(cè)量光，測(cè)量光經(jīng)被測(cè)表面反射后與參考光干涉，形成明暗相間的條紋。由于白光相干長(zhǎng)度短，僅當(dāng)光程差處于相干范圍內(nèi)時(shí)，干涉條紋清晰可辨。通過分析干涉條紋的亮度與位置，可解析出表面相對(duì)高度，進(jìn)而計(jì)算粗糙度參數(shù)。該技術(shù)垂直分辨率達(dá)0.1nm，水平分辨率取決于掃描范圍與傳感器像素，可覆蓋從超光滑表面（0.1nm）到相對(duì)粗糙表面（1mm）的三維形貌測(cè)量，且避免了對(duì)樣品的損傷，適用于光學(xué)鏡片、半導(dǎo)體晶圓等易損材料。

　　技術(shù)演進(jìn)中，接觸式儀器通過計(jì)算機(jī)化改造（如模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)字濾波）提升了測(cè)量精度與參數(shù)處理能力，而光學(xué)式儀器則憑借納米級(jí)分辨率與自動(dòng)化測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，成為高精度場(chǎng)景。兩者互補(bǔ)，共同推動(dòng)了表面粗糙度測(cè)量技術(shù)的多元化發(fā)展。