基于垂直位移掃描的表面輪廓綜合測量儀.pdf

1、接觸式測量是目前工程表面測量中應用最為廣泛的一種。傳統(tǒng)的電感式接觸測量儀在測量范圍、測量精度和測量力三者之間存在著矛盾，隨著測量范圍的擴大，觸針對被測工件的測量力逐漸增大，易產(chǎn)生變形誤差并劃傷工件表面，磨損觸針，影響測量精度。隨著量程的擴大，電感位移傳感器偏離平衡點附近的線性區(qū)域，也會影響測量的精度。同時杠桿在測量過程中因為被測表面的起伏而繞支點旋轉，產(chǎn)生X，Z方向上的微位移偏差也造成工件的測量輪廓和原始輪廓的不一致。而在實際的工程應用

2、中，很多工件的重要工作表面都是具有曲率的表面，這些曲面的表面特征對使用性能有著非常重要的作用。對曲面表面形貌的測量不但要測量表面粗糙度，同時也要測量表面輪廓及其面形誤差，這就要求輪廓儀應同時具有高精度和大量程。為此，研制具有大量程、高精度、小測量力的表面輪廓綜合測量儀具有非常重要的意義。 本文的主要研究內容與工作如下： 在分析了傳統(tǒng)的接觸式電感測量儀存在的缺點后，提出了基于垂直位移掃描表面輪廓綜合測量儀的整體方案，該輪廓

3、儀改變了以往的工件垂直方向不動而讓觸針沿工件表面上下移動，杠桿機構將該位移量通過電感傳感器以電信號反映的測量思路，采用了保持杠桿始終處于平衡位置而讓工件隨垂直方向工作臺上下移動，利用安放在垂直方向工作臺上的衍射光柵干涉位移傳感器來得到被測量，有效的避免了傳統(tǒng)測量儀的弊端。闡述了儀器的測量原理，系統(tǒng)論述了測量儀各個組成單元的設計和實現(xiàn)方法。 在衍射光柵干涉的原理上，對Z向工作臺的計量原理，光柵干涉信號的處理和工作臺的兩級定位做了研