表面形貌測量的幾大技術(shù)有必要了解下
表面形貌測量儀采用全自動共焦三維測量,于刀具制造工業(yè),根據(jù)多點(diǎn)譜線共焦,入射光照射至工件表面,在每束光路上自動聚焦,快速獲得刀具表面三維形貌,采用此次多點(diǎn)譜線共焦傳感器和圖像處理系統(tǒng),可以對各種復(fù)雜的刀刃及其模具進(jìn)行準(zhǔn)確的測量,具有完善的分析功能模塊,對其表面形貌進(jìn)行輪廓、面積、體積、粗糙度、截面等測量。
以下為表面形貌測量常用技術(shù):
★機(jī)械探針式測量
探針式輪廓儀測量范圍大,測量精度高,但它是一種點(diǎn)掃描測量,測量費(fèi)時(shí)。機(jī)械探針式測量方法是開發(fā)較早、研究充分的一種表面輪廓測量方法。它利用機(jī)械探針接觸被測表面,當(dāng)探針沿被測表面移動時(shí),被測表面的微觀凹凸不平使探針上下移動,其移動量由與探針組合在一起的位移傳感器測量,所測數(shù)據(jù)經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砭偷玫搅吮粶y表面的輪廓。機(jī)械探針是接觸式測量,易損傷被測表面。
★光學(xué)探針式測量
光學(xué)探針式測量方法原理上類似于機(jī)械探針式測量方法,只不過探針是聚集光束。根據(jù)采用的光學(xué)原理不同,光學(xué)探針可分為幾何光學(xué)原理型和物理光學(xué)原理型兩種。幾何光學(xué)探針利用像面共軛特性來檢測表面形貌,,有共焦顯微鏡和離焦檢測兩種方法:物理光學(xué)探針利用干涉原理通過測量程差來檢測表面形貌,有外差干涉和微分干涉兩種方法。光學(xué)探針是非接觸測量,,但需要一套高精度的調(diào)焦系統(tǒng)。
★干涉顯微測量方法
干涉顯微測量方法利用光波干涉原理測量表面輪廓。與探針式測量方法不同的是,它不是單個(gè)聚焦光斑式的掃描測量,而是多采樣點(diǎn)同時(shí)測量。干涉顯微測量方法能同時(shí)測量一個(gè)面上的表面形貌,橫向分辨率取決于顯微鏡數(shù)值孔徑,一般在m或亞m量級;橫向測量范圍取決于顯微鏡視場,大小在mm量級;縱向分辨率取決于干涉測量方法,一般可達(dá)nm或0.1nm量級;縱向測量范圍在波長量級。因此干涉顯微測量方法比較適宜于測量結(jié)構(gòu)單元尺寸在m量級,表面尺寸在mm或亞mm量級的微結(jié)構(gòu)。
★掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡利用聚焦得非常細(xì)的電子束作為電子探針。當(dāng)探針掃描被測表面時(shí),二次電子從被測表面激發(fā)出來,二次電子的強(qiáng)度與被測表面形貌有關(guān),因此利用探測器測出二次電子的強(qiáng)度,便可處理出被測表面的幾何形貌。