?1、接觸式粗糙度測量儀工作原理
觸針式測量原理：
接觸式粗糙度測量儀主要部件是一個很尖的觸針。當(dāng)測量儀在被測表面移動時，觸針會隨著表面的微觀輪廓上下起伏。觸針的上下位移變化通過傳感器（通常是電感式、壓電式或電容式傳感器）轉(zhuǎn)換為電信號。例如，電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理，當(dāng)觸針移動導(dǎo)致電感線圈中的磁通量發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生與位移成正比的電信號。
這些電信號經(jīng)過放大、濾波等信號處理過程，去除噪聲和干擾信號。然后，通過內(nèi)置的算法，根據(jù)電信號的變化計算出表面粗糙度的各項參數(shù)。比如，計算出輪廓算術(shù)平均偏差（Ra）、微觀不平度十點高度（Rz）等常用參數(shù)。
測量范圍與精度：
觸針的針尖半徑一般在 2 - 10μm 之間，這決定了它能夠精確測量到的微觀輪廓細(xì)節(jié)。測量范圍方面，垂直方向（觸針位移方向）通?？梢赃_(dá)到幾微米到幾百微米，水平方向（測量儀移動方向）的測量長度可以根據(jù)儀器的型號和設(shè)置有所不同，從幾毫米到幾十毫米不等。
精度方面，接觸式粗糙度測量儀可以達(dá)到較高的精度。例如，對于 Ra 值的測量精度可以達(dá)到 ±0.02μm 左右，能夠滿足大多數(shù)機(jī)械加工表面和精密制造表面的粗糙度測量要求。
驅(qū)動機(jī)構(gòu)原理：
為了使觸針在被測表面均勻、穩(wěn)定地移動，測量儀配備有驅(qū)動機(jī)構(gòu)。常見的是電機(jī)驅(qū)動的直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。電機(jī)通過絲桿或同步帶等傳動方式，帶動測量儀的探頭（包含觸針）沿著被測表面以一定的速度直線運動。速度通常可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，比如從 0.1mm/s 到 5mm/s，以適應(yīng)不同的測量要求和表面特性。
2、非接觸式粗糙度測量儀工作原理
光學(xué)測量原理（以激光干涉為例）：
非接觸式粗糙度測量儀利用光學(xué)原理進(jìn)行測量。以激光干涉粗糙度測量儀為例，它通過發(fā)射激光束到被測表面。當(dāng)激光照射到表面時，由于表面微觀輪廓的高低不平，反射光會與參考光發(fā)生干涉現(xiàn)象。
干涉條紋的形狀和間距與表面微觀輪廓的高度變化有關(guān)。通過光學(xué)傳感器（如 CCD 或 CMOS 探測器）接收干涉條紋，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號。然后，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)和專門的算法，對干涉條紋圖像進(jìn)行分析，計算出表面粗糙度參數(shù)。
其他光學(xué)方法（如光散射）：
光散射方法也是非接觸式測量的一種。當(dāng)一束光照射到粗糙表面時，會發(fā)生散射現(xiàn)象。表面粗糙度不同，光的散射特性也不同。通過檢測散射光的強(qiáng)度、角度分布等信息，就可以推算出表面的粗糙度。例如，在一些基于光散射的測量儀中，通過多個角度的光探測器收集散射光，經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型計算，得出粗糙度參數(shù)。
測量范圍與精度特點：
非接觸式測量儀的測量范圍因測量原理和儀器設(shè)計而異。在垂直方向，對于一些激光干涉測量儀，測量范圍可以從納米級到幾十微米；在水平方向，測量區(qū)域大小可以通過調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的視場范圍來改變，一般可以從幾毫米的微觀區(qū)域到較大面積的宏觀區(qū)域。
精度方面，非接觸式測量儀在納米級粗糙度測量上具有優(yōu)勢。例如，在測量超精密加工表面或光學(xué)鏡片表面時，精度可以達(dá)到納米級，如 ±1nm 左右的 Ra 值測量精度，能夠滿足高精度制造和光學(xué)領(lǐng)域的需求。
3、便攜式粗糙度測量儀工作原理特點
簡化的接觸式原理應(yīng)用：
便攜式粗糙度測量儀大多是接觸式的。其基本原理與上述接觸式測量儀類似，也是通過觸針感知表面微觀輪廓。但是，為了便于攜帶和現(xiàn)場操作，它的結(jié)構(gòu)更加緊湊。例如，將驅(qū)動機(jī)構(gòu)簡化為手動驅(qū)動或小型電機(jī)驅(qū)動的簡單直線運動裝置，觸針和傳感器集成在一個小型探頭內(nèi)。
信號處理和顯示部分通常采用小型化的電子電路和顯示屏。在現(xiàn)場測量時，操作人員手持測量儀，將探頭放在被測表面，通過手動或電動方式使觸針在表面移動一定距離，測量儀內(nèi)部的傳感器將觸針位移轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過處理后直接在顯示屏上顯示出粗糙度參數(shù)。
功能特點與局限性：
便攜式粗糙度測量儀的優(yōu)點是方便攜帶，能在車間現(xiàn)場、野外設(shè)備等環(huán)境下快速測量。它可以測量多種金屬和非金屬材料的表面粗糙度，如機(jī)械零件、模具、管道等。
然而，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，便攜式測量儀在測量范圍和精度上可能不如大型的、實驗室用的粗糙度測量儀。例如，其垂直測量范圍可能較窄，精度也會稍低，通常 Ra 值的測量精度在 ±0.05μm 左右，但對于大多數(shù)現(xiàn)場質(zhì)量控制和初步檢測已經(jīng)足夠。