应用光学系统的表面粗糙度测量[外文翻译].rar

附件C： 译文



应用光学系统的表面粗糙度测量

Zahide Yilbasa， M.S.J. Hasmib*
a沙特阿拉伯达兰市石油矿产大学邮政信箱1913号
b爱尔兰都柏林市都柏林城市大学失效工程学院
1997年9月8日收到

摘要

由于光学方法相对于机械测量系统有很多优势，所以在近年来已有多项关于光学表面粗糙度测量的研究。在本研究中引入了一种基于反射光束强度分布的光学方法。使用一束氦氖激光束扫描工件表面和用光纤探头采集工件表面上的反射光束，近似呈高斯函数分布。由于数据收集采样周期为1μs，收集到的工件表面每一点的采样数量很大。一个已知的表面上只有一个算术平均表面粗糙度值。 因此，应将对每个表面收集的采样数据综合为表征该处平均表面粗糙度值的采样曲线数据。相应的使用两种不同方法对反射光束强度进行处理： （I）不使用曲线拟合技术直接计算强度采样曲线数据平均值（ II ）使用曲线拟合方法获取每个平均表面粗糙度值的高斯函数常数，然后求该处所有采样强度曲线的平均常数。表面粗糙度的轮廓和算术平均表面粗糙度（Ra）的测量，最初使用本迪克斯表面轮廓仪。后来对Ra值和高斯函数标准偏差（标准差）之间的关系的解释推动发展出基于不确定度分析和标准差估计的测量系统。这是发现的第一种改进标准差估计的方法。进一步的研究表明算术平均表面粗糙度值和反射光束强度的高斯函数标准差之间存在线性关系，高斯函数标准偏差越大，表面粗糙度就越大。不过，测量范围仅限于在一定的算术平均表面粗糙度范围内;当算术平均表面粗糙度值超出了1微米，测量精度下降相当大。

关键词：光学方法；表面粗糙度测量;高斯法; 高斯函数标准差

1. 导言
表面粗糙度通常用探针仪器的机械方法测量，然而，过去十年中表征表面光洁度的光学方法在工业应用中使用越来越多[1-3] 。采用光学方法测量相较于表面粗糙度机械测量方法具有许多优点。另外光学系统还具有灵敏、高准确性和高可靠性的重要特点，适应了与实测表面无机械接触、 非破坏性测量的工业要求。实际上有一些证据表明，光学方法正抢占接触式探针设备的市场[4] 。当