表面粗糙度的光学测量方法_李成贵(2)

9　散射光角分布法

该法是利用散射光的光强及其分布来测量表面粗糙度参数[4]。一束激光投射到试件表面上后,其镜面方向的反射光和散射光分布一个半球面内,半球面内各点的光强不同。当表面非常光滑时,光强主要分布在镜面方向。表面越粗糙,镜面方向的反射光强越弱,其它点的散射光就越强。当用光探测器接收这些光强和分布后,经过统计学和光谱分析或者经过光的反散射计算,就可以得到被测表面的粗糙度参数,如空间波长、平均斜率、平均高度和算术平均偏差等。

10　X射线漫散射法

X射线漫散射仪是最新研制的仪器,已用在实验室,可对高精度表面面积进行实时扫描测量。其理论模型基本完善,测量是非接触的,不依赖详细的光学常数。能够给出0.05mm～5nm之间的粗糙度参数、亚纳米到数十微米之间的相关长度和2～2.95之间的分形维数信息。

图13示出了用X射线漫散射仪测量的原理图。

[5]

　　2　VorburgerTV.Measurementsofroughnessofverysmoothsurfaces.AnnalsoftheCIRP,1987,36(2):503～509

　　3　张国雄.表面粗糙度测量的新方法.机床,1990,2:27～30

　　4　曹麟祥,王红.表面粗糙度的现代测量技术.测控技术,1992,2:

17～20

　　5　BowenDK,WormingtonM.Measurementofsurface

图13　X射线漫散射测量

为了测量镜面的反射性,以扫描入射角两倍的速度扫描散射角。采用测量漫散射的方法,被扫描的试件位于

roughnessandtopographyatnanometerlevelsbydiffuseX-rayscattering.AnnalsoftheCIRP,1994,43(1):　　1999-03-31收稿　　　　李成贵　36岁　男　博士后

497～500

(上接第21页)

6　信号采集

专用接口卡具有16通道、16位A/D、16位数字输出和16位数字输入等功能。系统中角度信号、温度信号、水平位置信号和基础振动信号均通过专用接口卡采集。

由感应同步器输出的角度信号用24位十六进制表示。由专用接口卡数字输出D0发出锁存信号,把角度信号锁存。用分段的方法将16位数字输入分两次读。

温度、水平位置、基础振动、加速度计电流信号均为范围小于5V的模拟电压信号。它们均由A/D接口采集。

7　结束语

加速度计自动测试系统集温度控制、角度控制、基础振动和倾斜于一体,既有数据采集,也有数据处理,使用简单,操作方便,控制精度很高,是一种自动化程度较高的加速度计测试系统。

17收稿