表面粗糙度是衡量加工表面質(zhì)量的重要指標(biāo)，它直接影響零件的耐磨性、抗疲勞性、密封性等性能。因此，準(zhǔn)確測(cè)量表面粗糙度對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。目前，用于測(cè)量粗糙度的儀器種類繁多，主要可以分為接觸式測(cè)量?jī)x器和非接觸式測(cè)量?jī)x器兩大類。

一、接觸式測(cè)量?jī)x器

（一）觸針式粗糙度測(cè)量?jī)x

觸針式粗糙度測(cè)量?jī)x是最常用、最方便、最可靠的表面粗糙度測(cè)量?jī)x。其工作原理是利用金剛石觸針沿被測(cè)表面滑行，觸針的上下位移量由電學(xué)式長(zhǎng)度傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大、濾波、計(jì)算后由顯示儀表指示出表面粗糙度數(shù)值。這種儀器應(yīng)用面廣泛，有便攜式粗糙度儀，測(cè)量距離長(zhǎng)，適用于機(jī)加工件的微米級(jí)粗糙度測(cè)量。例如，TR100粗糙度測(cè)量?jī)x就是一款高精度一體手持式金屬表面測(cè)量光潔度檢測(cè)儀器。

（二）輪廓儀

輪廓儀是一種高精度的接觸式測(cè)量?jī)x器，通過(guò)高精度的觸針在被測(cè)表面上滑動(dòng)，測(cè)量表面的輪廓曲線。輪廓儀可以測(cè)量表面的粗糙度、平整度以及微觀輪廓等參數(shù)，其測(cè)量精度可達(dá)亞納米級(jí)，能夠滿足高精度表面檢測(cè)的需求。例如，WY-150表面粗糙度儀是一種高精度表面光潔度檢測(cè)儀器，可對(duì)多種機(jī)械加工零件表面的粗糙度進(jìn)行測(cè)量，包括平面、斜面、外圓柱面、曲面、小孔、溝槽及車軸等。

二、非接觸式測(cè)量?jī)x器

（一）白光干涉儀

白光干涉儀利用光的干涉原理，通過(guò)將白光光源發(fā)出的光分為兩束，一束照射到待測(cè)表面，另一束作為參考光。當(dāng)兩束光在探測(cè)器處發(fā)生干涉時(shí)，會(huì)形成干涉條紋。這些干涉條紋的分布與待測(cè)表面的微觀高度變化密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)干涉條紋的分析，可以精確測(cè)量出表面的粗糙度、平整度以及微觀輪廓等參數(shù)。白光干涉儀的測(cè)量分辨率可達(dá)< 0.1nm，適用于測(cè)量Rz和Ry為0.025～0.8微米的表面粗糙度。

（二）激光顯微系統(tǒng)

激光顯微系統(tǒng)利用激光的高精度和高分辨率特性，通過(guò)激光照射被測(cè)表面，檢測(cè)反射光的強(qiáng)度和分布，從而測(cè)量表面的粗糙度。激光顯微系統(tǒng)的測(cè)量分辨率可達(dá)0.1nm，適用于測(cè)量表面粗糙度在微米至亞納米級(jí)別的樣品。例如，Lasercheck激光粗糙度儀采用先進(jìn)的激光技術(shù)，不僅能夠快速、準(zhǔn)確地測(cè)量工件表面粗糙度，而且在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)對(duì)工件表面造成任何損傷。

（三）原子力顯微鏡（AFM）

原子力顯微鏡（AFM）是一種高精度的非接觸式測(cè)量?jī)x器，通過(guò)探針與被測(cè)表面之間的相互作用力來(lái)測(cè)量表面的粗糙度。AFM的測(cè)量分辨率極高，可達(dá)< 0.01nm，適用于測(cè)量表面粗糙度在納米甚至亞納米級(jí)別的樣品，如半導(dǎo)體晶圓等。AFM在測(cè)量超精密表面時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠提供高分辨率的三維表面形貌圖像。

（四）激光共聚焦顯微鏡

激光共聚焦顯微鏡利用激光和共聚焦技術(shù)，通過(guò)高精度的光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器，獲取表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)或深度圖像。激光共聚焦顯微鏡的測(cè)量分辨率可達(dá)與VGA相當(dāng)，適用于測(cè)量表面粗糙度在10nm以上的樣品。例如，奧林巴斯LEXT OLS5100 3D測(cè)量顯微鏡憑借先進(jìn)的3D激光共焦掃描技術(shù)，將粗糙度測(cè)量提升到更高水平，能夠快速掃描和檢測(cè)單個(gè)納米表面特征。

三、選擇粗糙度測(cè)量?jī)x器的注意事項(xiàng)

在選擇粗糙度測(cè)量?jī)x器時(shí)，需要根據(jù)具體的測(cè)量需求和樣品特性來(lái)選擇合適的儀器。以下是一些選擇時(shí)需要考慮的因素：

粗糙度等級(jí)：不同的測(cè)量?jī)x器適用于不同等級(jí)的粗糙度測(cè)量。例如，觸針式粗糙度測(cè)量?jī)x適用于微米級(jí)粗糙度測(cè)量，而白光干涉儀和激光顯微系統(tǒng)適用于納米級(jí)粗糙度測(cè)量。

測(cè)量范圍：根據(jù)被測(cè)表面的尺寸和形狀選擇合適的測(cè)量范圍。例如，輪廓儀適用于較大尺寸的表面測(cè)量，而激光共聚焦顯微鏡適用于較小尺寸的表面測(cè)量。

測(cè)量精度：根據(jù)測(cè)量要求選擇合適的測(cè)量精度。高精度的測(cè)量?jī)x器如白光干涉儀和原子力顯微鏡適用于高精度要求的測(cè)量。

樣品特性：對(duì)于易損傷或非硬質(zhì)樣品，應(yīng)選擇非接觸式測(cè)量?jī)x器，如激光顯微系統(tǒng)和原子力顯微鏡。

便攜性：如果需要在不同地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)選擇便攜式測(cè)量?jī)x器，如TR100粗糙度測(cè)量?jī)x。

總之，選擇合適的粗糙度測(cè)量?jī)x器需要綜合考慮測(cè)量需求、樣品特性、測(cè)量精度和便攜性等因素。通過(guò)合理選擇測(cè)量?jī)x器，可以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，從而有效保障產(chǎn)品質(zhì)量。