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平面度测量 机械工程学院 肖俊平面度的概念 平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。平面度属于形位误差中的形状误差。 平面度误差是将被测实际表面与理想平面进行比较，两者之间的线值距离即为平面度误差值；或通过测量实际表面上若干点的相对高度差，再换算以线值表示的平面度误差值。 平面度误差测量方法 1、平晶干涉法 2、打表测量法 3、液平面法 4、光束平面法 平晶干涉法 测量原理 平晶干涉法 测量方法 平晶干涉法 平面度误差计算 平晶干涉法 特点及应用范围 打表测量法 测量原理及方法 打表测量法是将被测零件和测微计放在标准平板上，以标准平板作为测量基准面，用测微计沿实际表面逐点或沿几条直线方向进行测量。打表测量法按评定基准面分为三点法和对角线法：三点法是用被测实际表面上相距最远的三点所决定的理想平面作为评定基准面，实测时先将被测实际表面上相距最远的三点调整到与标准平板等高；对角线法实测时先将实际表面上的四个角点按对角线调整到两两等高。然后用测微计进行测量，测微计在整个实际表面上测得的最大变动量即为该实际表面的平面度误差。 打表测量法 特点及应用范围 液平面法 测量原理 液平面法 测量方法 液平面法 特点及应用范围 光束平面法（激光） 测量原理及方法 光束平面法 基点的选取 光束平面法 特点 平面度测量仪器 激光平面干涉仪 平面度测量仪器 水平仪 平面度测量仪器 自准直仪 平面度测量仪器 L-740激光平面度测量仪 * * 平晶是具有两个（或一个）光学测量平面的正圆柱形或长方形的量规。用平晶测量高精度金属平面的平面度是利用光波的干涉现象来进行的。根据波的迭加原理,当两列波同时作用于某一点上时,则该点的振动等于每列波单独作用时所引起的振动的代数和。若波峰与波峰及波谷与波谷相遇则振幅加强而当波峰与波谷相遇时则振幅削弱。当两列光波的频率相同振动方向相同相位相同或有固定的象差时则将产生干涉现象。普通光源发出的光不能直接产生干涉作用。如果利用分光镜将点光源发出的光束分为两条光束,当这两条光束经过不同的路程再相遇时就能产生干涉现象。若光程差为半波长的奇数倍时将产生暗带，若光程差为波长的整数倍时，产生亮带。 用天然油石打磨被测平面，除去毛刺，以免划伤平晶，使平晶与被测平面接触良好，用脱脂棉蘸汽油清洗被检平面，除去油污。恒温后，手持平晶轻轻在被测平面上稍加移动。当出现光斑时，在平晶边缘的任意点上轻轻加压使在平晶工作面与被检表面间产生微小楔角。这样，在平晶上将出现有规律的彩色千涉条纹。根据条纹形状进行估读和计算，即可得到被测面的平面度误差。 用平晶测量平面度时，一般将出现三种形式条纹，如图所示。 第一种是平行直线条纹，说明被测平面的平面度很好，干涉条纹数量为零，可不进行计算。 第二种是弯曲条纹，它说明被测平而稍凸或稍凹。 估读干涉条纹及计算平面度的方法是：首先根据楔形角小，条纹变密，楔形角大，条纹变疏宽的规律，适当调整平晶压力点的压力，至被测表面出现3-5条干涉条纹，再选择弯曲度最大的相邻两条千涉条纹之间的距离作为干涉带宽度用a表示，取其中一条干涉条纹的最大弯曲距离b为弯曲量 代入下式即可计算出平面度 δ=（b/a)＊(λ/2) 式中 δ一平面度 a一干涉带宽度 b一干涉带弯曲度 λ一光波波长 仪器简单 操作方便 测量面积小 测量精度高 主要用于测量小平面，如量规的工作面和千分尺测头测量面的平面度误差 测量仪器简单 精度低 直观、经济 主要用于中小型平面的低精度测量 液平面法测量平面度误差以连通器的工作原理为基础。由于重力影响，连通器两侧液面等高，构成测量基准，按照提前设定的布点测量出各点相对测量基准的偏移量，经数据处理后得到平面度误差。 连通器两边用软管连接，用传感器测量页面高度。测量时首先将连通器两边放在被测平面同一位置上。调整传感器零位。然后将一边固定，另一边逐点移动到选定的测量点进行测量，记录各点相对零位的差值。 可测不连续的平面 可测大平面 工作液有粘度，测量时间长 对温度变化敏感 适用于测量精度较低的大平面 采用激光的直线性（无挠度）的特性，将一旋转激光发射器放置在被测平面任一角，调整后将其激光扫过一个90度范围的平面，另有一高精度(0.001mm)接受器依次按工艺要求在被测平面的分布点上，读取每一个位置相对于激光平面垂直于平面方向上的偏移量。在主机里将这些数据记录后，按工艺要求选择三点作为基准，其他点的偏差量就会计算出来。测量原理如图所示。 基点的选取主要根据所能利用的工艺为依据，可按照以下几种方