台阶仪的基本结构及原理


发布时间:

2023-11-29

台阶仪是一种接触式表面形貌测量仪器,主要用于测量台阶的厚度。下面是对其工作原理和结构的简要总结

台阶仪是一种接触式表面形貌测量仪器,主要用于测量台阶的厚度。下面是对其工作原理和结构的简要总结:

工作原理:

1、传感器选择: 台阶仪可以采用电感式、压电式和光电式传感器。电感式使用电感位移传感器,压电式使用压电晶体,而光电式则利用光电元件接收透过狭缝的光通量变化来检测位移量的变化。

2、触针滑动: 在测量过程中,触针轻轻滑过被测表面。由于表面的微小峰谷,触针在滑行的同时,还沿峰谷作上下运动。

3、传感器输出: 传感器输出的电信号经过测量电桥,输出与触针偏离平衡位置的位移成正比的调幅信号。

4、信号处理: 调幅信号经过放大与相敏整流后,得到放大了的与触针位移成正比的缓慢变化信号。经过噪音滤波器、波度滤波器进一步滤去调制频率与外界干扰信号以及波度等因素对粗糙度测量的影响。

结构原理图:

1、扫描台阶: 包含移动平台,样品或探测器可以放置在其上。扫描台阶在水平和垂直方向上移动,允许高分辨率的扫描。

2、传感器/探测器: 用于测量与样品交互的信号,可能是电感位移传感器、压电晶体或光电元件。

3、控制系统: 用于控制扫描台阶和采集数据的系统,包括电子学、机械学和计算机控制。

优缺点:

1、优点: 测量精度高、量程大、测量结果稳定可靠、重复性好,可作为其他形貌测量技术的比对。

2、缺点: 测头变形和磨损导致测量精度下降,测头不能做得非常细小尖锐,不适用于精密零件和软质表面的测量。

这种仪器在表面形貌测量中有着广泛的应用,尤其对于规则表面的台阶测量具有独特的优势。

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