表面粗糙度三维测量和评定的研究.pdfVIP

张也晗等：表面粗糙度三维潮量扣译定的研究 表面粗糙度三维测量和评定的研究 ResearchofSurfaceRoughnessThree—-dimensionalMeasurementandEvaluation 张也晗 崔 彤 张 扬 王俊秋 (哈尔滨工业大学 ，黑龙江 哈尔滨 150001) 摘 要：本文论述了应用相移干涉原理测量三维表面粗糙度，给出了测量系统的组成，实现相移的微位移器件压电陶瓷应用，三维表面粗糙度评定参 数的确定。 关键词：三维表面粗糙度；相移干涉；压电陶瓷 随着科学和技术的发展，对零件表面的性能要求越 式中：，1(，Y)，12(，Y)分别为两束相干光光强， 来越高，相应地，对零件表面微观结构和状态的测量和评 (，_y)为被测面与参考面之间的相位差，(t)为由微位 价也提出了更高的要求。传统的二位测量和评定虽然测 移器件产生的相位改变量。对于干涉场中某点(，Y)， 量手段和评定方法比较完善，但二位测量和评定不能全 ，l(，Y)，I2(，y)，j6(，)，)都是未知数，要想求出该点的 面真实地反映表面的微观状态，也不能和表面功能建立 (，Y)，就必须对该点采集至少三帧以上图像。 起很好的联系。表面三维测量和评定能更好地反映表面 这样，就需要通过微位移器件来改变干涉光路中测 微观的结构和状态，能和表面功能建立起很好的对应关 量光和参考光间的相位差，在每一点，都可以得到至少三 系，所以表面粗糙度三维测量和评定的研究显得非常重 帧以上的干涉图(取决于相移的次数)从而得到不同相位 要，而且发展前景广阔。本文论述 了用相移干涉原理测 差时的光强方程组，通过解光强方程组得到该点的相位 量三维表面粗糙度的方法，介绍了系统的组成，实现相移 差。我们把光强表达式改写为： 的微位移器件压电陶瓷应用，三维表面粗糙度评定参数 ，(，y，￡)= 11( ，Y)+ ，2(，Y)+2 的确定。 ~／，1(，Y)，2(，Y)COS[f5(，)，)+ ] 1 测量原理和系统的组成 =，(，Y)+，(，y)cos[(，Y)+ f] =ao(，)+al(，Y)cos3／+a2(，Y)sinSi 式中：ao(，)=，(，Y)，al(，Y)=，(，Y)COS[ (，Y)]，a2(，Y)=，(，y)sin[(，Y)]。，(，y)为光 强直流部分，，(，，，)为光强交流部分。 令 i=1，2，3，解得 = nrcta 【 J 设 =i2rr／N，N为采样次数，相位差可表示为： 移相器 『∑ (，y)sin~] 图1 测量原理 图 {6(，Y)=arctanLI∑———～ I 从光源发出的光经透镜等光学系统后，变为平行光， ，Y)cos~fj 该平行光经分光镜后变为两束平行光，一束照射到被测 光强的变化通过光电耦合器件转变为电信号，从而 表面