應用及原理

KNOWLEDGE

適用範圍

廣泛適用於各精密要求之工業界,如粉末冶金，汽機車零件業，電子業界，精密齒輪....等。
隨著量測範圍之擴大, 亦可作細微輪廓(約1mm以內)之量測。

應用範例

SJ-210/310使用範例：

SJ-410使用範例： 

各項定義

1. 斷面曲線與粗糙度曲線
   通常加工表面是由一連續不規則高度、間隔的傾斜面形成的，假若使用電動式檢出器偵測器測量此加工表面粗糙度時，為消除所謂波紋成份，通常是使用電子高頻濾波器﹝treble-filter﹞消除斷面曲面長之波紋成份(祇截取短波長部份)。因此，觸針前端所繪製的波紋曲線(稱為斷面曲線)與通過放大器或濾波器而繪製之曲線是不相同的。後者是代表粗糙度的曲線，故稱為粗糙度曲線。而此粗糙度曲線的形狀常因截取值的選取方法有不同形狀。
   簡言之，所謂粗糙度曲線是經過波長成份篩選後的波紋形狀。但實際上，真正表面的斷面形狀是由無限個曲率半徑很小的檢出器在表面緩慢移動之上下移動波形。但是若再進一步嚴格的說，檢出器移動的實際形狀並非是表面凹凸不平的斷面圖形，特別是測量具有些微凹凸不平的測量物時，差異更為顯著。由於，理想斷面形狀是無法測量的，因此必須依照一定的基準方法，由檢出器的上下移動繪製斷面曲線才是一種比較可行的方法。
   1. P: Primary profile原始剖面
      
      原始剖面是將一般平面與工件表面相交而得的輪廓剖面。一般是由粗度儀直接量測取得的最真實表面輪廓剖面曲線。
      
      
   2. W:Filtered waviness profile濾波波紋剖面
      
      濾波波紋剖面是將原始剖面較短以及較長波長的部分加以移除的剖面曲線。
      
      
   3. WCA:Filtered center line waviness profile濾波波紋中心剖面
      
      濾波波紋中心剖面是將原始剖面波紋較短（定為fh）以及波紋較長（定為fl）的部分加以移除的剖面曲線。
      
      
   4. WE:Rolling circle waviness profile滾圓波紋剖面
      
      滾圓波紋剖面是將一已知半徑的圓滾過工件表面後的原中心所形成的軌跡聯結而成的曲線。
      
      
   5. WEA:Rolling circle center line waviness profile滾圓波紋中心剖面
      
      滾圓波紋中心剖面是將滾圓波紋中心剖面的曲線過濾掉長波長的部分所得的剖面。
      
      
   6. E:Envelope residual profile封包殘餘剖面
      
      封包殘餘剖面是滾圓波紋殘餘的計算剖面。
                
   7. DIN4776剖面
      當要量測的表面有深谷等不規則的紋理時，標準平均線將有些偏移。若採用DIN4776剖面作計算程序，可將不規則造成的偏移影響降到最低。
       
2. 截取值（cut-off-value）
   採用直讀中心線平均粗糙度之電動測量器，為消除表面之“凹凸”低頻率成份，必須事先考量利用傅利葉級數解析斷面曲線，先消除頻率成份中之長波長波紋因素。長波長成份中被刪除波長的界限值就稱為截取值或臨界值。換言之，被測量物表面之凹凸不平形狀是由許多不同成份之波形所合成的。
   而此成份中較短的波長稱為粗糙度，比較長的波長就稱為波紋(Waviness)。被刪除之較長的波長部份就稱為截取值。在電動測量器的電子回路裡是使用高頻率波器消除較長波長成份。
   
   
   
3. 截取值長度
   用來過濾原始剖面的一種樣本長度（如波長λ）。
   刪除較長波長（或低頻）資料以便取得粗度剖面的截取長度為λc。
   刪除較短波長（或高頻）資料以便取得波紋剖面的截取長度為fh。
   與fh併用，刪除較長波長（或低頻）資料以便取得濾波中心線波紋剖面的截取長度為fl。。
   
   
   
4. 濾波截取值的影響
   由同一個原始剖面會因為不同的濾波截取值設定而導致不同的粗度剖面。
   
   
   
5. 剖面峰與剖面谷
   當剖面以中心線做切割後，投射圖形向上的部分稱作”剖面峰“，投射圖形向下的部分稱作”剖面谷“。
   
   
   
6. 樣本長度（L）
   根據選定的參數，針對評估剖面要取得粗度結果所需量測的最短評估長度，稱為樣本長度。
   粗度剖面為λc，波紋剖面為fh，WCA為fl。
    
7. 基準長度
   由斷面曲線求最大高度或者十測量點平均粗糙度，是先截取斷面曲線上某一固定長度，此截取的長度就稱為基準長度。通常由具有相同節距之規則曲折表面選取基準長度是不會影響粗糙度測量值，但是對經過研磨等不規則波紋之表面，其標準長度越長則測得之表面粗糙度的測量值也越大。
    
8. 表面粗糙度的記號與圖示
   在一個零件的使用前必需有各種的管理要素來作確認，如長度、寬度、高度、平行度、真圓度、圓筒度、表面粗度、硬度等。若未管理則會造成產品品質的低劣，這也是機械故障的原因。
   而表面粗度的記號與圖示以下將說明之
   ＊表面粗度的記號 

中心線平均粗度 Ra	最大高度 Rmax(Ry)	十點平均粗度 Rz	粗度號碼	三角記號
0.013a 0.025a 0.05a 0.10a 0.20a	0.05S 0.1S 0.2S 0.4S 0.8S	0.05Z 0.1Z 0.2Z 0.4Z 0.8Z	N 1 N 2 N 3 N 4
0.40a 0.80a 1.6a	1.6S 3.2S 6.3S	1.6Z  3.2Z  6.3Z	N 5  N 6 N 7
3.2a 6.3a	12.5S 25S	12.5Z  25Z	N 8  N 9
12.5a 25a	50S  100S	50Z 100Z	N10 N11
50a 100a	200S 400S	200Z 400Z	N12

功能

一般用途為在工件某一定長度內(一般在儀器上都已經設置好)計算其表面的高點與低點之各種統計數值。

工作原理

自從發明放大凹凸狀態的測量方法後，表面測量法亦隨之迅速進步，故目前有各式各樣的測量方法可茲運用，根據專家的分類測量方法計有以下三種主要測量法。
＊比較法：肉眼、手指觸摸法、用顯微鏡觀測
＊斷面測量法：切斷法、檢出器法、光波干涉法
＊空間容積法：電氣容積法、放射性同位素法、餘隙觀測法