Принципы устройства, преимущества и ограничения контактного и бесконтактного профилометра.

В контактных приборах в качестве щупа применяется алмазная игла, которая перемещается по определенной линии (трассе) относительно поверхности. Неровности вызывают механические колебания иглы, в результате которых формируется электрический сигнал, пропорциональный размерам неровностей. Сигналы, полученные от датчика, проходят через электронный усилитель, обработка нескольких сигналов позволяет получить усреднённый параметр шероховатости поверхности — усреднённый показатель количественно характеризует неровности поверхности в расчёте на определённую длину.

Преимущества:

Наибольшая, по сравнению с другими методами, помехоустойчивость

Наибольшая достижимая скорость сканирования

Ограничения:

Наличие артефактов, связанных с наличием латеральных сил, воздействующих на зонд со стороны поверхности

При сканировании в открытой атмосфере (на воздухе) на зонд действуют капиллярные силы, внося погрешность в определение высоты поверхности

Практически непригоден для изучения объектов с малой механической жёсткостью (органические материалы, биологические объекты)

Обеспечивает наилучшее качество сканирования поверхностей с резкими перепадами рельефа.

Бесконтактный профилометр оборудован оптической головкой, которая совместно с линейным датчиком образуют направленный луч белого света, проходящий через специальную линзу с заданной аберрацией. Отражение волны от изучаемого образца позволяет сформировать изображение. К бесконтактным методам измерения шероховатости относятся оптические (теневой проекции, светового сечения и интерференционные) и лазерные (метод сдвига частоты излучения).

Приемущества:

Широкий диапазон измерений;

Возможность анализа поверхностей, расположенных под значительным углом;

Высокое разрешение по вертикали и пространственное разрешение;

Отсутствует воздействие зонда на исследуемую поверхность

Ограничения:

Чувствителен к внешним шумам

Наименьшее латеральное разрешение (???) (Латеральное разрешение характеризуется минимальным расстоянием между двумя точками, расположенными перпендикулярно к ходу лучей.)

Низкая скорость сканирования.