Pinnan karheus voidaan testata kosketus- tai ei-kosketusmenetelmillä.
kontakti- tai ei-kontaktimenetelmät kuvassa
Yhteydenottoprofiilimittari
Kynän kärki koskettaa suoraan näytteen pintaa.
Kynä on asennettu ilmaisimen päälle ja se seuraa näytteen pintaa. Se liikkuu ylös ja alas elektronista havaitsemista varten.
Elektroninen signaali tallennetaan vahvistuksen ja digitaalisen muuntamisen jälkeen.
Jotta hienoja muotoja ja karheutta voidaan mitata tarkasti kosketuspinnan karheusmittarilla, kosketuspaineen on oltava pieni ja kynän kärjen säteen on oltava mahdollisimman pieni. Kynä on valmistettu safiirista tai timantista. Kärjen säde on yleensä alle 10 um. Kynän ihanteellinen muoto on toroidi, jossa on pallomainen kärki.
Kärjen säde: rtip=2um.5 um, 10um
Kartion kulma: 60 astetta, 90 astetta
* Ellei toisin mainita, ihanteellinen kartiokulma yleisille mittauslaitteille on 60 astetta.
Kannettava pinnan karheusmittari
Kontaktiprofilometrin toimintaperiaate on mitata timanttikynän Z-siirtymä sen liikkuessa valmistetun osan pinnalla. Kun kynä liikkuu tuotteen pintaa pitkin, tyypillisesti jopa 25 mm:n alueella, tämä siirtymä muunnetaan digitaaliseksi arvoksi, joka näytetään profilometrin näytöllä. Esittelyn jälkeen tuotteen suunnittelija tai valmistaja analysoi mittaustulokset ja voi saada syvemmän ymmärryksen tuotteen ominaisuuksista. Epätasaisuuksien havaitsemiskaavio
Karheuskontaktiinstrumentissa kynän kärki on suorassa kosketuksessa näytteen pintaan. Ilmaisimen kärki on varustettu kynällä, joka seuraa näytteen pintaa. Kynän pystysuuntainen liike tallennetaan sähköisellä signaalilla, joka on vahvistettu ja muunnettu digitaalisesti siirtymäanturilla, kuten LVDT:llä.
Kosketusmittauksen haitat
Koska kynä voi vahingoittaa tuotteen pintaa joutuessaan kosketuksiin pinnan kanssa mittauksen aikana, mikä aiheuttaa muutoksia pinnan karheudessa. Se on myös hitaampi kuin kosketukseton tekniikka, ja mittausta rajoittaa kynän kärjen säde, joten jos se otetaan käyttöön suurissa tuotantoprosesseissa, se voi hidastaa kokoonpanoprosessia. Lisäksi kontaktitekniikalla on vaikeuksia paikantaa ja tunnistaa hienoja mittauspisteitä, ja näyte on leikattava ja käsiteltävä tarkastusta varten.
2. Kosketukseton profilometri
Kosketuksettomat profilometrit voidaan mitata useilla eri tekniikoilla, mukaan lukien laserkolmio, konfokaalimikroskopia ja digitaalinen holografia. Yleisin kosketukseton profilometri on optinen profilometri, joka käyttää valoa fyysisen anturin sijaan.
Neulanreiän halkaisija on vain useita kymmeniä mikrometrejä, ja sen tehtävänä on katkaista heijastunut valo, kun se ei ole tarkennettu. Kun "tarkenna", sekä normaalin optisen järjestelmän että laserkonfokaalisen optisen järjestelmän heijastunut valo tulee valoa vastaanottavaan elementtiin. Havaittaessa "epäterävää" normaalin optisen järjestelmän heijastunut valo (epätarkennettu valo) tulee valoa vastaanottavaan elementtiin, mutta laserkonfokaalisen optisen järjestelmän heijastunut valo (epätarkentunut valo) katkaistaan neulanreiällä. . Toisin sanoen heijastunut valo pääsee valoa vastaanottavaan elementtiin vain silloin, kun se on fokusoitunut, ja tämä on perusta konfokaalisen optisen järjestelmän muodostamiselle.
Optisessa mittaustekniikassa valo suunnataan tuotteen pintaan. Saamalla heijastuksia hyvin sijoitetusta vertailupeilistä kamera voi havaita pinnan 3D-muodossa.
Kosketusmittauksen ja kosketuksettoman mittauksen vertailu
Kosketuksettomat profilometrit ovat erittäin luotettavia, ne pystyvät mittaamaan pinnan vaihteluita mikroneissa ja voivat laskea pinnan karheuden paljon nopeammin. Lisäksi kosketuksettomilla pintamittaustyökaluilla voidaan mitata suurempia alueita, koska kynän kärjen koko ei rajoita niitä.
