[实用新型]垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪

说明书

本实用新型公开了一种垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪，垂直式表面粗糙度测头包括固定架、移动架、位移测量模块、针杆、触针和导向装置，移动架竖向滑动连接于固定架上，移动架上设置针杆，移动架的底板上设有导向装置，导向装置能够用于对针杆进行竖向导向以防止针杆摆动，针杆的底端固定设置有触针，针杆穿过导向装置，触针贯穿移动架的底板，位移测量模块用于测量针杆竖直方向上的移动距离；表面粗糙度仪包括架体、移动装置和上述的垂直式表面粗糙度测头。本实用新型中，触针与针杆在导向装置的作用下，测量过程中始终与工件表面垂直，操作简便、测量精准程度高。

技术领域

本实用新型涉及测量设备技术领域，特别是涉及一种垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪。

背景技术

表面粗糙度是一项用以描述零件微观几何形状误差的技术指标，也是一种评定机械加工工艺的重要方法。在精密机械、仪器仪表、超精密加工等制造领域中，表面粗糙度都是一个被重视的参数，其测量理论研究与测量仪器研发一直是人们所关心的重点。

现有技术中一般采用杠杆式触针式粗糙度测量仪，测量原理是通过触针与待测工件表面相对运动后，使触针在垂直方向上随着被测工件表面起伏，再利用传感器测量这种微小起伏，经过信号处理最终得到被测工件的表面信息，但杠杆触针式粗糙度测量仪由于其测量结构特性，导致其测量表面高度起伏变化时存在着不可避免的余弦误差，最终影响粗糙度测量仪的整体精度，虽然这种系统误差是可以通过角度传感器等一些手段补偿，但在纳米测量领域，这仍是不可避免的误差，且会在对仪器不确定度整体评估时，引入更多的不确定度，系统噪音也较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪，以解决上述现有技术存在的问题，使装置操作简便、测量的精准程度高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种垂直式表面粗糙度测头，包括固定架、移动架、位移测量模块、针杆、触针和导向装置，所述移动架竖向滑动连接于所述固定架上，所述移动架包括顶板、竖板和底板，所述竖板的两端分别与所述顶板和所述底板固定连接，所述针杆的顶端与所述顶板弹性连接，所述底板上设有所述导向装置，所述导向装置能够用于对所述针杆进行竖向导向以防止所述针杆摆动，所述针杆的底端固定设置有所述触针，所述针杆穿过所述导向装置，所述触针贯穿所述底板，所述位移测量模块用于测量所述针杆竖直方向上的移动距离。

优选的，所述位移测量模块包括反射部和激光干涉仪，所述反射部为固定设置在所述针杆顶端的镀银层，所述反射部与所述针杆的中心线垂直设置，所述激光干涉仪的光路中心与所述针杆的中心线重合。

优选的，所述导向装置包括垂直基准模块，所述针杆上沿周向设有多个所述导向半球，所述垂直基准模块包括多个滑块，所述滑块的数量与所述导向半球的数量相同，各所述滑块的内壁设有V形凹槽，各所述V形凹槽的两侧壁均与一个所述导向半球点接触，所述移动架的底板上设有至少一个定位销，至少一个所述滑块上设有定位孔且所述定位销能够伸入所述定位孔中。

优选的，所述顶板的底面固定设置有振膜，所述针杆的顶端与所述振膜的中心通过环氧树脂薄层粘接。

优选的，包括压力控制模块，所述压力控制模块包括距离调节装置和压力传感器，所述固定架上固定设置有距离调节装置，所述距离调节装置竖直设置，所述距离调节装置通过沿竖直方向微调所述移动架来调节所述触针与待测工件表面的距离，所述距离调节装置的底端顶紧在所述顶板的上表面上，所述压力传感器设置于待测产品下方用于监测待测样品所受压力。

优选的，所述弹性连接件为弹簧，所述弹簧处于拉伸状态，各所述弹簧竖直设置且各所述弹簧关于所述距离调节装置对称设置。

优选的，所述距离调节装置为深度千分尺，所述深度千分尺的测微螺杆顶紧在所述顶板上，所述深度千分尺的尺架与所述固定架固定连接。