介绍
数字计算机处理轮廓数据的使用,介绍了对测量系统的高频响应的另一种局限性。因为计算机只能对离散数进行计算,而不能处理连续变化的电信号,轮廓以规则的间隔被采样,从而提供一系列数据值。每一个数据值代表表面上,一个点的表面高度。沿着表面,这些点的间距决定了能被解决的最短表面波长。
Aliasing(混叠)
记录数据复杂性的产生,起因于被称为混叠的现象。当轮廓含有一个大于一半采样频率的频率时,其采样过程会导致出现许多较低的频率。
被探测的频率在采样和实际轮廓频率之间是不同的。如果用采样数据产生一个轮廓图形,混叠的作用将会把在实际表面上不存在的长波长成份引入到轮廓。为防止这种情况发生,通常要用一个电子滤波器,从采样前的轮廓数据中去除掉所有有害的高频成份。这样的滤波器通常被描述为抗混叠滤波器。
对结果的影响
对于大多数加工表面,表面形貌的长波长成份往往有最大的振幅。这是制造业过程的普遍结果。当从这些表面类型中评估表面形貌参数时,短波长界限和带宽变得比长波长界限(取样长度)有较少意义。这是因为对参数值起作用的,主要是长波长。
由机床连续加工的超高精度的表面,不总是在振幅上显示出与波长相同的增加。多数机床的作用是去除长波长成份而仅剩下短波长。对这样的表面,测量后得到的参数值对带宽和短波长界限是很敏感的。不足为奇,当用不同类型的仪器进行测量时,就是用这种类型的表面发现了许多不规则。
放大器特性。
它对带宽设置了限定,并可提出系统噪声。
所有的电子放大器系统对其频率范围而言,都有一个限定的上限。尽管有可能设计一个高于上限频率并具有很大带宽的放大器,但为改善噪音性能,其频率范围通常是受限制的。
传感器和放大器都会产生一些电子噪音,然后被叠加在轮廓信号上,从而有效的限制了仪器的分辨率。产生的噪音量直接与系统的带宽有关,为了有高的分辨率,设计的放大器通常最好具有最小必需的带宽。
放大器带宽通常由电子滤波器网络的内容来限定。尽管这些滤波器可以具有种种不同的特性,但其滤波效果仅依靠频率而不受放大的信号和轮廓的歪斜而影响。
当测量仪器用图表记录并提供一个轮廓曲线图时,记录系统的机械响应在高频上产生更多的限制。
半径测量的精度。
当测量一个小半径时,其表面粗糙度会影响到精度。
当测量小半径时,零件的表面粗糙度及其角度值主要影响精度。对于大的半径,其精度在校准和横向的精确性上,依赖性更大。
最好的精度通常出现在12.7mm到25mm的范围(名义上围绕者校准值),包含大约60度的角度。对于高表面质量的小半径值,在接近60度的角度,可得到1%的精度。半径大于25mm至最1000mm的测量精度,在最小角度5度时可达0.1%。
精度总是受下列因素影响:
1)校准的精确性
2)测针的环境
3)零件表面的精度
4)零件的形状误差
5)包括的角度及其相当于垂直方向的对称性。
6)横臂的精度
上述这些因素的任何反常作用都会使其精度进一步退化。