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粗糙度测量仪

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简介
该便携式粗糙度仪是一个新产品,该仪器适用于实验室和生产现场,可测量多种机加工零件的表面粗糙度,根据选定的测量条件计算相应的参数,在液晶显示器上清晰地显示出测量结果和轮廓图形。
1.1 仪器特点
? 多参数测量:Ra、Rq、Rsm、Rsk、Rz、Rt、Rp、Rv、Rc;
? 高精度电感传感器;
? GAUSS滤波器;
? 符合ISO4287;
? 128×64 点阵OLED,黄字;
? 内置锂离子充电电池及充电控制电路,容量高、无记忆效应,连续工作时间大于20小时;
? 机电一体化设计,体积小,重量轻,使用方便;
? 具有自动关机、记忆及各种信息;
? 可选配曲面传感器、小孔传感器、测量平台、接长杆等附件。
1.2 仪器参数:
1、 传感器
? 检测原理:    电感式
? 测量范围:    200μm
? 针尖半径:    5μm
? 针尖材料:    金刚石
? 触针测力:    4mN(0.4gf)
? 触针角度:    90°
? 导头纵向半径:45mm
2、 驱动参数
? 最大驱动行程:    15mm
? 驱动速度:  测量时            当取样长度= 0.25mm          Vt=0.135mm/s
当取样长度= 0.8mm           Vt=0.5mm/s
当取样长度= 2.5mm           Vt=1mm/s
返回时                                     V=1mm/s
? 示值误差:不大于±10%
? 示值变动性:不大于6%
2 仪器介绍

图2-1粗糙度仪主机

图2-2  S100粗糙度标准传感器
3 仪器基本界面
3.1 主界面

图3-1  仪器主界面
1.电池电量  2.测量结果  3.参数  4. GAUSS滤波  5.传感器序列号  6.单位  7.评定长度  8.取样长度  9.标准
在主界面下,可进行如下操作:
1、 使用 进入菜单界面
2、 使用 或者 选择参数、单位,取样长度、评定长度等四个设置,选中的对象会变黑,突出显示,使用 更改选中的设置,使用 退出该选择界面。
3、 使用 快速进入单个记录主界面
4、 使用 仪器将按照当前的设置进行测量操作,测量完成返回到主界面。
3.2 菜单界面

图3-2  菜单界面
在菜单界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 选择相应的设置、功能、信息,选中的对象会变黑,突出显示;
2、 使用 进入相应选择的界面。
3、 使用 返回主界面。
3.3 设置界面
  
图3-3  设置界面
在设置界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 选择相应的参数、取样长度、评定长度、语言、单位,共5项设置,选中的对象会变黑,突出显示;
2、 使用 进行更改选中的设置值;
3、 使用 返回菜单界面。
注:
? 参数可按顺序更改:Ra Rq Rsm Rsk Rz Rt Rp Rv  Rc,默认值为Ra;
? 取样长度可按顺序更改:0.25mm 0.8mm 2.5mm;默认值为0.8mm
? 评定长度可按顺序更改:1 2 3 4 5;默认值为5
? 语言可按顺序更改:中文 English;默认值为中文
? 单位可按顺序更改:公制 英制;默认值为公制
3.4 功能界面
  
图 3-4  功能界面
在功能界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 选择相应的测试记录、清空记录、示值校准、定时关机、恢复出厂设置,共5个功能选项,选中的对象会变黑,突出显示;
2、 使用 进入相应选择的下一步界面;
3、 使用 返回菜单界面。
3.4.1 功能界面 测试记录界面
       
图 3-5  测试记录界面
在测试记录界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 可以选择测试记录,共20条测试记录,记录排序为最后一次测试结果为记录1,以此类推最近第20次的测试结果为记录20,选中的对象会变黑,突出显示;
2、 使用 进入当前选择的记录的单个记录主界面;
3、 使用 返回功能界面。
3.4.1.1 功能界面 测试记录界面 单个记录全参数界面
    
图 3-7  单个记录全参数界面
在单个记录全参数界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 可以选择原始轮廓、滤波轮廓;
2、 使用 进入当前选择的记录的单个记录轮廓曲线。
3、 使用 返回测试记录界面。
3.4.1.1.1 功能界面 测试记录界面 单个记录全参数界面 单个记录轮廓曲线界面
       
图 3-8  单个记录轮廓曲线界面
在单个记录轮廓曲线界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 可以更改曲线放大倍数,放大倍数顺序为:1x、2x、3x、4x、5x、10x、20x、30x、40x、50x,用户可以按照需要更改合适的放大倍数显示曲线; 为放大倍数增加, 为放大倍数减少;如果使用  显示其它曲线,放大倍数为默认值1x。
2、 使用 或者 可以顺序显示第1取样长度、第2取样长度、第3取样长度、第4取样长度、第5取样长度取样长度、整个评定长度轮廓(默认状态下,原始轮廓或者滤波轮廓,每个轮廓都有6段曲线,如果更改评定长度,会相应的更改曲线的段数),显示为(1:5、2:5、2:5、2:5、2:5、空白)。
3、 使用 返回单个记录全参数界面。
注:
? 对于整个评定长度轮廓的显示,由于整个评定长度采样点很多,而屏幕像素点有限,会使整个曲线失去很多特征,因此整个评定长度轮廓的显示主要展示测试过程在整体上的概况。
? 单个记录轮廓曲线界面中,  指示当前选择的记录, 代表原始轮廓, 代表滤波轮廓。
3.4.2 功能界面 清空记录界面
    
图 3-9  清空记录界面
在清空记录界面下,可进行如下操作:
1、 为了避免误操作,在从功能界面使用 进入清空记录界面,选择的是取消按键,再一次使用 会返回功能界面;
2、 使用  可以选择确定按键,使用 可以再次选择取消按键,在选择的是确定按键的情况下,使用 确认后,清空存储芯片所存储的20条测试记录,清空记录后系统直接返回到主界面;
3、 使用 返回功能界面。
3.4.3 功能界面 示值校准界面
    
图 3-10  示值校准界面
在示值校准界面下,可进行如下操作:
1、 使用 或者 可以顺序选择-99%~+99%, 为增加, 为减少。
2、 使用 返回测试记录界面。
注:
在示值校准界面使用  更改校准值的过程中,在校准值下方会显示当前选择的参数,并显示最后一次的测试值(此显示值是为了更方便的进行校准操作),此显示值会随着更改校准值而更改,如果显示值到达期望值附近,下一次测量结果会校准到期望值附近。主界面的结果显示也会更改为此显示值(如图所示)。
     
图 3-11  示值校准返回主界面示值改变
3.4.4 功能界面 定时关机界面
    
图 3-12  定时关机界面
在定时关机界面下,可进行如下操作:
1、 使用   可以顺序选择不关机、1分钟、3分钟、5分钟、10分钟、30分钟;
2、 使用 返回功能界面。
3.4.5 功能界面 恢复出厂设置界面
   
图 3-13  恢复出厂设置界面
在恢复出厂设置界面下,可进行如下操作:
1、 为了避免误操作,在从功能界面使用 进入恢复出厂设置界面,选择的是取消按键,再一次使用 会返回功能界面,系统不会进行恢复出厂设置操作;
2、 使用  可以选择确定按键,使用 可以再次选择取消按键,在选择的是确定按键的情况下,使用 确认后,进行整个存储芯片格式化,20条记录会清空,仪器相关设置恢复到出厂状态,恢复出厂设置后系统直接返回到主界面;
3、 使用 返回功能界面。
3.5 信息界面

图 3-14  信息界面
4 仪器基本操作
4.1 开机
在关机状态下,按下电源键 ,仪器启动,进入主界面。

图4-1  开机示意图
注:需要确认电池开关在on位置。
4.2 关机
在开机状态下,按下电源键 ,仪器关机。
注:如果长时间不使用仪器,需要将电池开关拨到off位置。
4.3 测量前的准备
1、 开机检查电池电压是否正常;
2、 擦净工件被测表面;
3、 参照图4-2、图4-3,将仪器正确、平稳、可靠地放置在工件被测表面上;
4、 参照图2-3,传感器的滑行轨迹必须垂直于工件被测表面的加工纹理方向。

图4-2  测试时前视图

图4-3  测试时侧视图

图4-4  测量方向
4.4 测量
在仪器的任意界面,按下测量键 ,仪器将按照当前的设置进行测量操作,测量完成返回到主界面。
4.5 与传感器连接

图4-5  主机与传感器连接
主机在没有连接传感器时,在传感器序列号位置会显示no sensor,连接厂家正版传感器后,会显示该传感器的序列号。
     
图4-6  未连接传感器与连接传感器主界面显示
注:
? 偶尔会出现连接上传感器后,传感器序列号的一位或几位乱码,有可能是主机与传感器通讯错误,拔下传感器后,重新连接会解决。在传感器序列号显示错误的情况下尽量不要进行测量,因为该传感器使用了芯片存储校准系数,传感器序列号显示错误,说明主机与传感器通讯有错误,主机读取的传感器校准系数也会有错误。
? 如果连接传感器后出现err sensor,主机将不能测量。
4.6 查看针位
在主界面的左侧为针位显示区,可以随时观察针位。
4.7 修改测量参数

图4-8  修改测量参数的二种路径
由示意图可以看出,有两种方式可以修改测量参数:
1、 主界面 菜单界面 设置界面
2、 主界面 主界面修改设置界面
注:
? 由主界面使用 或着 可以选择需要更改的测量参数,使用 进行修改,再使用 会直接返回主界面;
? 由主界面使用 进入菜单界面后,进入设置界面,可选择需要更改的测量参数,使用 进行修改,再使用 会返回到主界面。
? 由主界面修改设置可以更改4项设置,而在设置界面可以修改5项设置,语言设置只能在设置界面更改,其它4项设置使用这二种方式都可以修改。
4.8 电源适配器及电池充电

图4-9 主机充电口与电池开关
当电池电压过低时,即显示屏上的电池提示符 显示电压过低,应尽快给仪器充电。充电时,先将保证仪器底部的电池开关是置于ON的位置,将电源适配器的电源插头插入仪器的充电口中,然后将电源适配器接到220V 50Hz的市电上,即开始充电。电源适配器的输入电压为220伏交流,输出5伏直流,最大充电电流约500毫安,充时间约4小时。
提示:
? 充电状态下可以进行测量,但应注意连线的摆放不要影响测量操作。
? 充电时,仪器开机或关机不影响充电,只要电池开关在ON位置。
? 充电口为 miniUSB接口,仅有充电功能,没有数据线的功能。
? 电池电压提示符的意义:
表示电压正常,可进行测量操作;符号内部的黑色部分代表电池容量;
表示电压过低,需尽快充电;
表示正在充电;
表示已充满,可以切断电源;
高度调整架及保护套使用
当工件的被测面小于仪器的底面时,可使用T附件中的传感器护套和可调支架作辅助支承,以完成测量(如图4-10、4-11所示)。

图4-10  高度调整架和保护套的连接 图4-11  高度调整架和保护套的使用示意图

? 图中L不能小于本次测量的驱动行程,避免发生传感器在测量时掉到被测零件外面,造成传感器返回时顶住工件而发生故障。
? 高度调整架的锁紧要可靠。
5 可选附件及其使用
5.1 测量平台
可以使用TA系列测量平台,可更方便地调整仪器与被测工件之间的位置,操作更加灵活、平稳,使用范围更大,可测量复杂形状零件表面的粗糙度。与TA系列测量平台连用时,可更加精确地调整针位,测量更平稳。当被测表面Ra值较小时,建议使用测量平台。

图5-1  测量平台
5.2 接长杆
使用接长杆,可增加传感器进入工件内部的深度,接长杆的长度为50mm。

图5-2  主机+接长杆+传感器
日常维护与保养
? 避免碰撞、剧烈震动、重尘、潮湿、油污、强磁场等情况的发生;
? 传感器是仪器的精密部件,应精心维护。每次使用完毕,要将传感器放回包装盒中;
? 随机标准样板应精心保护,以免划伤后造成校准仪器失准。
6 粗糙度参数定义
本粗糙度仪参数满足ISO4287,采用Gauss数字滤波器,参数按照ISO4287定义。
6.1 轮廓算术平均偏差Ra
在取样长度内轮廓偏距的算术平均值。

图 7-1  Ra示意图
6.2 轮廓均方根偏差Rq
在取样长度内轮廓偏距的均方根值。

6.3 轮廓微观不平度的平均间距Rsm
含有一个轮廓峰和一个相邻轮廓谷的一段中线长度是轮廓微观不平度的间距Xs。
取样长度内轮廓微观不平度的间距的平均值为轮廓微观不平度的平均间距Rsm

图 7-2  轮廓微观不平度示意图
6.4 轮廓的偏斜度Rsk
幅度分布不对称性的量度。

6.5 轮廓峰谷总高度Rz
在取样长度内最大轮廓峰与最大轮廓谷之和。
6.6 轮廓峰谷最大高度Rt
在评定长度内最大轮廓峰与最大轮廓谷之和。

图 7-3  Rz、Rt、Rp、Rv示意图
6.7 轮廓最大峰高Rp
在取样长度内从轮廓峰顶线至中线的距离。
6.8 轮廓最大谷深Rv
在取样长度内从轮廓谷底线至中线的距离。
6.9 轮廓微观不平度的平均高度Rc
在取样长度内轮廓峰高的平均值与轮廓谷深的平均值之和。

标准配置
名????? 称 数?????? 量
标准传感器 1??? 支
主? 机 1??? 台
标准样板 1??? 块
电源适配器 1??? 台
充电线 1??? 根
传感器护套 1??? 件
支架 1??? 件
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