白光干涉测表面形貌.doc

毕业设计（论文） 题目：基于垂直白光干涉的表面形貌评定参数（Rp、Sv）的研究 院（系） 　　　 机 电 学 院　　 　 专 业 　　　机械工程及自动化　　　 届 别 　　 　2 0 1 3　　 　 学 号 　 　 　　 　 姓 名 　　 　洪 铭 杰　 　　 指导老师 2013年5 月摘 要 随着制造业加工能力的发展，对产品的表面质量要求越来越高，使得表面形貌的测量和评定成为测量技术的研究重点。近年来，种种迹象表明三维形貌测量的需求在不断增加，而传统的光学探针式和接触式测量仪器大多是逐点扫描，在三维表面测量的应用中受到限制。垂直扫描白光干涉测量技术以其高精度、大量程、无相位模糊等特点，逐步受到国内外的重视。垂直白光干涉测量技术为面扫描，测量效率高，是一种较为理想的光滑表面的三维形貌测量方法，已经开始应用在表面微观形貌测量中，特别是有沟槽、阶梯等不连续表面的光学器件和微电子器件光学器件的表面。 二维表面形貌评定的研究很早就有，各国都已制定了相关的标准。然而三维表面形貌的评定仍在探讨阶段，现已提出的一些三维评定参数只是二维评定的扩展，还有一些参数是针对三维表面的评定。传统基于轮廓数据的分析,可靠性较差,而3D表面形貌的统计分析更具有稳健性,可以给出较低的参数偏差。实验表明,同一表面来自不同轮廓测量的参数,差异可能达50%。对于大多数工程表面,要想准确、合理地反映表面形貌,应在三维范围内评定。三维表面形貌参数评定基准的研究对于建立完善的表面形貌评定标准和评定流程，对表面测量技术的发展有着重要的意义。 本文主要介绍垂直白光干涉仪的原理和操作方法，并研究制定一套完整的利用垂直扫描白光干涉仪进行表面三维形貌和二维轮廓测量的评定流程。将表面三维形貌和二维轮廓通过Matlab工程软件在计算机上还原并分别测量二维和三维的表面形貌评定参数Rp、Rv和Sp、Sv。将测得的两组评定参数进行比较、分析，总结二维评定参数和三维评定参数在表面形貌评定中的优劣性和对工件性能的影响。 关键词： 垂直扫描白光干涉；参数评定；表面形貌；粗糙度ABSTRACT With the development of the manufacturing process capability, the quality requirements of the product surface are more and more high. It makes surface topography measurement and evaluation became a measurement technology research focus. 3-d topography measurement in recent years, a variety of signs that demand is increasing, the traditional optical probe type and contact type measuring instruments are mostly point by point scanning, is restricted in the application of 3 d surface measurement. Vertical scanning white light interferometer technology with its high precision, large range, no phase ambiguity, etc, gradually to the attention of both at home and abroad. A vertical white light interferometer technique for surface scanning, measuring efficiency is high, is a kind of ideal smooth on the surface of the three-dimensional topography measurement method, and has been used in the surface micro topography measurement, especially with discontinuous surface of groove, ladder, the