汽车用风洞麦克风阵列系统

三种主要类型的表面形貌是由常规加工过程产生的，根据它们是如何产生的分类。

这些可以分为三类:

1. 由偏转(机器或工作)、砂轮不平衡、刀具进给不均匀、振动、颤振或其他因素造成的波纹。
2. 作为生产过程的一部分，加工(如电火花、刀具)所留下的“粗糙度和不规则性”。这是由于造刃形成的结果，用它来描述刀尖的不规则性。
3. 形式是表面的第三个组成部分，它是在消除波纹和粗糙度后留下的。图1显示了相对于垂直和横向尺寸的这些表面组件的概述。粗糙度测量可以在这张图的左下部分看到，其中垂直和横向尺寸的详细信息是需要的。这是表面计量的一种流行应用。

目前，计算表面粗糙度最常用的技术仍是触控式接触式表面测量仪器的应用。尽管触控式仪器在整个工业中被广泛接受，适用于各种应用，但由于与样品的机械接触，可能会发生仪器或表面损坏的问题。

因此，对于触觉方法可能面临挑战的应用，例如污染风险、复杂结构或凹面，非接触式光学仪器继续发展，以更好地满足这些不断增长的测量需求。

目前，由于光学表面测量工具的发展，用一个测量系统测量尽可能多的参数是很常见的。一个常用的测量平面度和粗糙度的方法是使用几个物镜和一个xy台(用于拼接)。

这种方法可能是耗时的，并受限于选定目标的属性(有限的视野，工作距离，与样本碰撞)。因此，大多数技术图纸需要基于剖面的2D参数集，而不需要来自高放大物镜的区域信息。

另一个特点是技术图纸中规定的轮廓长度——在某些情况下，当使用光学仪器时，物镜的视场小于符合国际标准所需的轮廓长度。

可以在表面绘制锯齿形轮廓，但由于表面的粗糙度或方向性，这并不总是符合国际标准，因为表面粗糙度或方向性结构更高。

为了克服这些限制并提供进一步的优势Polytec TopMap家庭已经扩展了一个多传感器系统，可以很容易地利用，测量形式偏差和粗糙度参数在一个单一的测量仪器设置。

图1所示。表面组件的垂直和横向尺寸分类。

图2。扫描白光干涉测量原理(迈克尔逊装置)。

Polytec的多传感器概念

的TopMap白光干涉仪Polytec的主要设计用于更大的面积测量。例如，单个测量体积(没有拼接)30毫米x 40毫米x 70毫米(x x Y x Z)可以获得纳米垂直分辨率。

白光干涉测量法的一个优点是测量系统的垂直分辨率极高，不依赖物镜的放大。这使得在很短的时间内以极高的分辨率分辨甚至很大的表面是可行的，而有些方法(如共焦或焦点变化)必须应用具有高倍率的物镜，并结合许多区域来覆盖表面。

值得注意的是，白光干涉仪非常适合测量高度抛光、光滑和研磨的表面，不像焦距变化法需要表面包含更高级别的图像对比度。因此，对于需要高横向分辨率的应用，多传感器概念与彩色共焦探测集成在一起。

图3。结合了两个领域的优势，大面积测量和粗糙度测量。

作为一种光学技术，在光斑大小和分辨率方面，彩色共焦探测是一种基于光学点的传感器，最像手写分析器。通过在横向转换平台的帮助下扫描点传感器，就像触觉技术一样，可以收集表面数据。

这种配置使得跟踪复杂形状变得可行。即使与时间敏感的区域测量结合使用，也不需要垂直扫描单元，这使得彩色共聚焦技术是静态的，在光学头中没有移动部件。

整个表面的形状偏差可以用白光干涉仪表征，然后可以用彩色共焦技术进行额外的测量，以评估需要许多测量参数的应用程序的粗糙度。位置，长度和轮廓的形状可以很容易地由操作员选择-类似于手写笔测量。

测量与TopMap Pro。冲浪+

即使新的光学技术也会带来新的机会，手写笔和光学仪器收集的结果的比较仍然存在讨论。根据工件的机械、光学或电磁特性，以及所需的端面性能和功能，每种数据采集技术都有其优点和缺点，由此产生的表面设计彼此不同。

由于表面的光学特性并不总是与机械特性相同，比较不同的非接触和接触测量可以阐明这些差异如何影响最终的数值结果。

图4。上图粗糙度标准概述:获取三维表面数据(一次测量)及其上5个轮廓。

比较Pro。冲浪+with the results gathered by tactile techniques, a roughness standard (Halle Standard, KNT 4058/01 class A) was measured for comparison purposes. The roughness standard made of hardened stainless steel of dimensions 40 mm x 20 mm x 11.3 mm was measured by Pro.Surf+, as shown in Figure 4. Five individual profiles are determined as measured by a contact stylus instrument.

结果对比如图5所示:标定方案的测量结果为Ra 0.197µm Rz: 1.46µm。测量结果由Pro。冲浪+: Ra 0.197 µm Rz: 1.43 µm. The measurement data of Pro.Surf+ is in good agreement with the reference profile of the stylus instrument. There is a slight difference between Rz values, although Ra values are identical.

图5。用Pro测量轮廓。冲浪+versus reference profile (tactile calibration measurement).

参数的定义可以解释这一点:Ra依赖于表面的平均性质，而Rz是根据最小和最大特征计算的。如前所述，触觉和光学仪器的测量高度可能不同，这可能导致结构表面的峰谷高度值略有不同。

探索新的可能性

升级标准版Pro是可能的。冲浪到专业人士。冲浪+due to the modular concept of theTopMap家庭以及Pro的粗糙度模块的新功能。Surf+可以在图6中看到。

图6。TopMap Pro的模块化概念。冲浪+

总结

由于制造技术的最新发展，在工业中对快速了解产品的表面特征有着巨大的需求，但需要具有较高的精度和高度的表面信息。另外，在单一测量系统中确定满足所有要求的测量方法也不容易。

根据应用的不同，无论是光学还是触觉，每种技术都有其优缺点。由于“多传感器”方法等新概念的出现，光学表面测量工具得到了增强，可以同时满足大多数需求。

使用这种新型组合，即大面积白光干涉和组合色光共焦测量技术，这是可行的，特别是在必须在单个测量周期内测量粗糙度和形状的应用中。

此信息已从Polytec提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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