介紹
數字計算機處理輪廓數據的使用,介紹了對測量系統的高頻響應的另一種局限性。因為計算機只能對離散數進行計算,而不能處理連續變化的電信號,輪廓以規則的間隔被采樣,從而提供一系列數據值。每一個數據值代表表面上,一個點的表面高度。沿著表面,這些點的間距決定了能被解決的最短表面波長。
Aliasing(混疊)
記錄數據復雜性的產生,起因于被稱為混疊的現象。當輪廓含有一個大于一半采樣頻率的頻率時,其采樣過程會導致出現許多較低的頻率。
被探測的頻率在采樣和實際輪廓頻率之間是不同的。如果用采樣數據產生一個輪廓圖形,混疊的作用將會把在實際表面上不存在的長波長成份引入到輪廓。為防止這種情況發生,通常要用一個電子濾波器,從采樣前的輪廓數據中去除掉所有有害的高頻成份。這樣的濾波器通常被描述為抗混疊濾波器。
對結果的影響
對于大多數加工表面,表面形貌的長波長成份往往有最大的振幅。這是制造業過程的普遍結果。當從這些表面類型中評估表面形貌參數時,短波長界限和帶寬變得比長波長界限(取樣長度)有較少意義。這是因為對參數值起作用的,主要是長波長。
由機床連續加工的超高精度的表面,不總是在振幅上顯示出與波長相同的增加。多數機床的作用是去除長波長成份而僅剩下短波長。對這樣的表面,測量后得到的參數值對帶寬和短波長界限是很敏感的。不足為奇,當用不同類型的儀器進行測量時,就是用這種類型的表面發現了許多不規則。
放大器特性。
它對帶寬設置了限定,并可提出系統噪聲。
所有的電子放大器系統對其頻率范圍而言,都有一個限定的上限。盡管有可能設計一個高于上限頻率并具有很大帶寬的放大器,但為改善噪音性能,其頻率范圍通常是受限制的。
傳感器和放大器都會產生一些電子噪音,然后被疊加在輪廓信號上,從而有效的限制了儀器的分辨率。產生的噪音量直接與系統的帶寬有關,為了有高的分辨率,設計的放大器通常最好具有最小必需的帶寬。
放大器帶寬通常由電子濾波器網絡的內容來限定。盡管這些濾波器可以具有種種不同的特性,但其濾波效果僅依靠頻率而不受放大的信號和輪廓的歪斜而影響。
當測量儀器用圖表記錄并提供一個輪廓曲線圖時,記錄系統的機械響應在高頻上產生更多的限制。
半徑測量的精度。
當測量一個小半徑時,其表面粗糙度會影響到精度。
當測量小半徑時,零件的表面粗糙度及其角度值主要影響精度。對于大的半徑,其精度在校準和橫向的精確性上,依賴性更大。
最好的精度通常出現在12.7mm到25mm的范圍(名義上圍繞者校準值),包含大約60度的角度。對于高表面質量的小半徑值,在接近60度的角度,可得到1%的精度。半徑大于25mm至最1000mm的測量精度,在最小角度5度時可達0.1%。
精度總是受下列因素影響:
1)校準的精確性
2)測針的環境
3)零件表面的精度
4)零件的形狀誤差
5)包括的角度及其相當于垂直方向的對稱性。
6)橫臂的精度
上述這些因素的任何反常作用都會使其精度進一步退化。