針描法 針描法又稱觸針法。當(dāng)觸針直接在工件被測表面上輕輕劃過時，由于被測表面輪廓峰谷起伏， 觸針將在垂直于被測輪廓表面方向上產(chǎn)生上下移動，把這種移通過電子裝置把信號加以放大， 然后通過指零表或其它輸出裝置將有關(guān)粗糙度的數(shù)據(jù)或圖形輸出來
粗糙度儀的工作原理 采用針描法原理的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和電感傳感器是輪 廓儀的主要部件之一，在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針，觸針尖 端曲率半徑r很小，測量時將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅(qū)動器以一定的 速度拖動傳感器。由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸狀在被測表面滑行時，將產(chǎn)生上下移動。 此運動經(jīng)支點使磁芯同步地上下運動，從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發(fā)生變化。 圖3為儀器的工作原理主框圖。傳感器的線圈與測量線路是直接接入平衡電橋的，線圈電感量的變化使電橋失 去平衡，于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號，經(jīng)電子裝置將這一微弱電量的變化放大、 相敏檢波后，獲得能表示觸針位移量大小和方向的信號。此后，將信號分成三路：一路加到指零表上， 以表示觸針的位置，一路輸至直流功率放大器，放大后推動記錄器進行記錄；另一路經(jīng)濾波和平均表放大 器放大之后，進入積分計算器，進行積分計算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。
傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀工作原理框圖指零表的作用反映鐵芯在差動電感線圈中所處的位置。當(dāng)鐵芯處于差動電感線圈的中間位置時，指零表指針指示出零位，即保證處于電感變化的線性范圍之內(nèi)。所以，在測量之前，必須調(diào)整指零表，使其處于零位。噪聲濾波的目的在于剔除一些干擾信號，如電氣元件的噪聲所引起的虛假信號。大量的測試表明，高于400Hz的信號即不是被測表面粗糙度所引的信號，必須從總信號中加以剔除。所以噪聲濾波器是一種低通(低頻能通過)濾波器，它使400Hz以下的低頻信號順利通過，而將400Hz以上的高頻信號迅速衰減，從而達(dá)到濾波的目的。波度濾波的目的則是用以濾掉距大于取樣長度的波度，因此它是一個高通(高頻能通過)濾波器，使表面粗糙度所引起的高頻(相對于波度引起的低頻而言)信號能自由通過。經(jīng)過噪聲濾波和波度濾波以后，剩下來的就是與被測表面粗糙度成比例的信號，再經(jīng)平均表放大器后，所輸出的電流I與被測表面輪廓各點偏離中線的高度y的絕對值成正比，然后經(jīng)積分器完成的積計算，得出Ra值，由指零表顯示出來。這種儀器適用于測定0.02-10μm的Ra值，其中有少數(shù)型號的儀器還可測定更小的參數(shù)值，儀器配有各種附件，以適應(yīng)平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測量。測量迅速方便，測值精度高。
表面粗糙度儀具有測量精度高、測量范圍寬、操作簡便、便于攜帶、工作穩(wěn)定等特點，可以廣泛應(yīng)用于各種金屬與非金屬的加工表面的檢測，該儀器是傳感器主機一體化的袖珍式儀器，具有手持式特點，更適宜在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。外形采用拉鋁模具設(shè)計，堅固耐用，抗電磁干擾能力顯著，符合當(dāng)今設(shè)計新趨勢。
為了減少故障率的發(fā)生，正確的使用產(chǎn)品是非常重要的，除了正確操作，還需要正確保養(yǎng)，那么，表面粗糙度儀如何保養(yǎng)呢？
1、表面粗糙度儀長期間使用（一星期）應(yīng)校正標(biāo)準(zhǔn)片，及定期檢查探針是否有磨損。
2、供給電源為穩(wěn)壓電源，若電壓不穩(wěn)定，須加穩(wěn)壓裝置，必須接地線。
3、使用乙醇（或95％以上酒精）和無塵布清潔機器。
4、機器充電時，要注意控制充電時間一般以10~15小時為宜。要防止因超長時間的過充電而對電池造成損害。
5、感應(yīng)頭為精密部分應(yīng)避免撞擊，如果被測工件有凹槽或有臺階應(yīng)遠(yuǎn)離，以免弄斷探針。
6、表面粗糙度儀避免碰撞、劇烈震動、重塵、潮濕、油污、強磁場等情況。
7、每次測量完畢要及時關(guān)掉電源，以保持電池電量，并應(yīng)及時對電池進行充電。
8、表面粗糙度儀的標(biāo)準(zhǔn)片為精密校正片，不能用酒精及其它清洗液清潔，如有臟物吹風(fēng)泵吹掉即可。
粗糙度儀介紹及相關(guān)術(shù)語
表面粗糙度是反映零件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術(shù)指標(biāo)，是檢驗零件表面質(zhì)量的主要依據(jù)；它選擇的合理與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。
機械零件表面粗糙度的選擇方法有3種，即計算法、試驗法和類比法。
在機械零件設(shè)計工作中，應(yīng)用最普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應(yīng)用類比法需要有充足的參考資料，現(xiàn)有的各種機械設(shè)計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。常用的是與公差等級相適應(yīng)的表面粗糙度。在通常情況下，機械零件尺寸公差要求越小，機械零件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。例如一些機器、儀器上的手柄、手輪以及衛(wèi)生設(shè)備、食品機械上的某些機械零件的修飾表面，它們的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高，但其尺寸公差要求卻很低。在一般情況下，有尺寸公差要求的零件，其公差等級與表面粗糙度數(shù)值之間還是有一定的對應(yīng)關(guān)系的。
在一些機械零件設(shè)計手冊和機械制造專著中，對機械零件的表面粗糙度和機械零件的尺寸公差關(guān)系的經(jīng)驗及計算公式都有很多介紹，并列表供讀者選用，但只要細(xì)心閱來，就會發(fā)現(xiàn)，雖然采取完全相同的經(jīng)驗計算公式，但所列表中的數(shù)值也不盡相同，有的還有很大的差異。這就給不熟悉這方面情況的人帶來了迷惑。同時也增加了他們在機械零件工作中選擇表面粗糙度的困難。
在實際工作中，對于不同類型的機器，其零件在相同尺寸公差的條件下，對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機械零件的設(shè)計和制造過程中，對于不同類型的機器，其零件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在現(xiàn)有的機械零件設(shè)計手冊中，反映的主要有以下3種類型：
1、主要用于精密機械，對配合的穩(wěn)定性要求很高，要求零件在使用過程中或經(jīng)多次裝配后，其零件的磨損極限不超過零件尺寸公差值的10%，這主要應(yīng)用在精密儀器、儀表、精密量具的表面、極重要零件的摩擦面，如汽缸的內(nèi)表面、精密機床的主軸頸、坐標(biāo)鏜床的主軸頸等。
2、主要用于普通的精密機械，對配合的穩(wěn)定性要求較高，要求零件的磨損極限不超過零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接觸面，其主要應(yīng)用在如機床、工具、與滾動軸承配合的表面、錐銷孔，還有相對運動速度較高的接觸面如滑動軸承的配合表面、齒輪的輪齒工作面等。
3、主要用于通用機械，要求機械零件的磨損極限不超過尺寸公差值的50%，沒有相對運動的零件接觸面，如箱蓋、套筒，要求緊貼的表面、鍵和鍵槽的工作面；相對運動速度不高的接觸面，如支架孔、襯套、帶輪軸孔的工作表面、減速器等等。
表面粗糙度關(guān)鍵技術(shù)術(shù)語
(1)表面粗糙度： 取樣長度L 取樣長度是用于判斷和測量表面粗糙度時所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度，它在輪廓總的走向上取樣。
(2)表面粗糙度： 評定長度Ln 由于加工表面有著不同程度的不均勻性，為了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，規(guī)定在評定時所必須的一段表面長度，它包括一個或數(shù)個取樣長度，稱為評定長度Ln。
(3)表面粗糙度： 輪廓中線（也有叫曲線平均線）M 輪廓中線M是評定表面粗糙度數(shù)值的基準(zhǔn)線。
粗糙度評定參數(shù)及數(shù)值
國家規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)由高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù)組成。表面粗糙度高度參數(shù)共有三個:
(1)輪廓算術(shù)平均偏差Ra ：在取樣長度L內(nèi)，輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值。
(2)微觀不平度十點高度Rz在取樣長度L內(nèi)最大的輪廓峰高的平均值與五個最大的輪廓谷深的平均值之和。
(3)輪廓最大高度Ry在取樣長度內(nèi)，輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離。表面粗糙度間距參數(shù)共有兩個：
(4)輪廓單峰平均間距S兩相鄰輪廓單峰的最高點在中線上的投影長度Si，稱為輪廓單峰間距，在取樣長度L內(nèi)，輪廓單峰間距的平均值，就是輪廓單峰平均間距。
(5)輪廓微觀不平度的平均間距Sm含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長度Smi，稱輪廓微觀不平間距。表面粗糙度綜合參數(shù) ：
(6)輪廓支承長度率tp輪廓支承長度率就是輪廓支承長度np與取樣長度L之比。
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