GB/'r6062-2002

前言

本標準是根據(jù)國際標準ISO3274:1996《產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范表面結構輪廓法接觸(觸針)

式儀器的標稱特性》對GB/T6062-1985((輪廓法觸針式儀器表面粗糙度測量儀輪廓記錄儀及中

線制輪廓計》進行修汀的，在技術內(nèi)容上與ISO3274等效，編寫規(guī)則上與之等同。該標準的修訂與ISO/

TC213產(chǎn)品幾何技術(GPS)標準總體規(guī)劃協(xié)調(diào)一致，適用于表面結構實際輪廓的評定，并針對新一代

觸針式儀器，擴大了使用面，滿足了國內(nèi)生產(chǎn)和進口儀器的驗收，適應國際貿(mào)易、技術和經(jīng)濟交流以及采

用國際標準飛速發(fā)展的需要。

本標準主要規(guī)定了與儀器標準有關的定義:如輪廓、觸針式儀器、觸針式儀器的結構、儀器的計量特

性等有關定義。規(guī)定了有關儀器特性的標稱值:如針尖半徑及角度、靜態(tài)測量力、輪廓濾波器截止波

長又、觸針半徑及粗糙度截止波長率等重要技術內(nèi)容。

本標準增加了三個附錄，附錄AK符合GB/T6062---1985的儀器》、附錄B《本標準改進的背景》和

附錄C《在產(chǎn)品幾何技術規(guī)范體系中的關系》。這對正確理解和貫徹使用以及新舊標準的過渡起著重要

的作用。

本標準與GB/T6062-1985的重要不同是在傳輸特性和導頭的使用這兩個方面作了重大變化，并

與國際上取得了一致。

本標準與工SO3274:1996的區(qū)別是標準中只引用了相關的標準，但并不影響標準的使用。

本標準規(guī)定了輪廓及用于測量表面粗糙度和波度的接觸(觸針)式儀器的定義，本標準適用于實際

輪廓的評定。本標準特別說明了影響輪廓評定的儀器特性，并提出了接觸式儀器(輪廓計和輪廓記錄

儀)的基本技術規(guī)范

本標準自實施之日起，代替GB/T6062-1985,

本標準的附錄A、附錄B和附錄C是提示的附錄。

本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。

本標準由全國產(chǎn)品尺寸和幾何技術規(guī)范標準化技術委員會歸口。

本標準起草單位:機械科學研究院、時代集團公司、中國計量科學研究院、哈爾濱理工大學。

本標準主要起草人:王欣玲、王忠濱、高思田、趙有祥、陳捷。

GB/T6062-2002

ISO前言

ISO(國際標準化組織)是一個世界范圍的國家標準化組織(ISO成員)的聯(lián)合會，國際標準的制定

工作通常由ISO各技術委員會進行。每個成員組織，對某一主題的技術委員會感興趣，就有權參加該委

員會工作，其他與ISO協(xié)作的政府間或非政府間的國際組織也可以參加工作。ISO與IEC(國際電工委

員會)在所有有關電工技術標準化的內(nèi)容上進行密切合作

由技術委員會提出的國際標準草案，散發(fā)給各成員組織，由各成員組織投票表決，至少需要75%的

贊成票才能作為國際標準公布

國際標準ISO3274是由ISO/TC57《表面特征及其計量學》及其分委員會SC1(S幾何參數(shù)—一表

面粗糙度和波度的測量儀器和方法》,ISO/TC3((極限和配合》和ISO/TC10《技術制圖、產(chǎn)品定義和相

關文件》及其分委員會SC5((尺寸和公差》技術委員會共同制定的。

ISO3274的這個第二版取梢和替代了第一版(ISO3274:1975)及已被修訂過的ISO1880:1979。它

特別考慮了接觸(觸針)式儀器的標稱特性及其技術發(fā)展?，F(xiàn)代儀器使用符合ISQ11562規(guī)定的相位修

正濾波器。

本標準附錄A,B和C是提示性附錄。

中華人民共和國國家標準

產(chǎn)品幾何A技術規(guī)范(GPS)

表面結構輪廓法

接觸(觸針)式儀器的標稱特性

GB/r6062-2002

eqvISO3274門996

代替GB/T6062--1985

Geometricalproductspecifications(GPS)一

Surfacetexture-Profilemethod--

Nominalcharacteristicsofcontact(stylus)instruments

，范圍

本標準規(guī)定了輪廓的定義及用于測量表面粗糙度和波紋度的接觸(觸針)式儀器的一般結構。

本標準還規(guī)定了影響輪廓評定的儀器特性，并提供了接觸(觸針)式儀器〔輪廓計和輪廓記錄儀)的

基本技術規(guī)范

本標準適用于對實際輪廓評定的觸針儀器，使現(xiàn)行的國家標準能夠用于實際輪廓的評定。

注

1由儀器制造商提供的關于接觸(觸針)式儀器特性的技術數(shù)據(jù)正在制定中，并將在今后標定方法的標準中被

引用

2關干波紋度截止長度z,、針尖半徑和波紋度截止長度率之間的關系正在制定中，將作為一個修IF.加進本標準

2引用標準

下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，，所示版本均

為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

GB/T3505-2000產(chǎn)品幾何技術規(guī)范表面結構輪廓法表面結構的術語、定義和參數(shù)(eqv

ISO4287:1997)

GB/T10610-1998產(chǎn)品幾何技術規(guī)范表面結構輪廓法評定表面結構的規(guī)則和方法(eqv

ISO4288:1997)

3定義

本標準采用以下定義。

3.1輪廓profiles

3.1.1軌跡輪廓tracedprofile

測量表面時，觸針在被測表面的橫切面內(nèi)針尖中心點的軌跡，這個觸針具有理想的幾何形狀(帶有

球形尖端的圓錐體)、標稱尺寸和標稱測力。

注:本標準中所有其他輪廓都從該輪廓導出

3.1.2基準輪廓referenceprofile

測頭沿著導向基準在橫切面內(nèi)移動的軌跡。

注基準輪廓的形狀是一個理論準確輪廓的實際表現(xiàn).它的標稱偏差取決于導向基準的偏差以及外部和內(nèi)部的

中華人民共和國國家質(zhì)f監(jiān)督檢驗檢疫總局2002一01一10批準2002一07一01實施

GB/'r6062-2002

干擾

3.1.3總輪廓totalprofile

軌跡輪廓相對于基準輪廓的數(shù)字表示形式，它具有相互對應的垂直和水平坐標值。

注總輪廓是由-一對應的垂直和水平數(shù)字坐標表示的

3.1.4原始輪廓primaryprofile

通過短波濾波器A后的總輪廓

注

1原始輪廓是按照GB/T3505標準進行輪廓濾波和參數(shù)計算的數(shù)字輪廓的基礎它是用一一對應的垂直和水平

數(shù)字表示的，這些數(shù)據(jù)可以不同干總輪廓數(shù)據(jù).

2GB/T3505標準中指出的最佳擬合的最小二乘法形式不是原始輪廓的一部分，應該在濾波器使用之前消除對

于一個回，半徑也應該包含在最小二乘優(yōu)化中，不保持固定的標稱值

3這個標稱形式在原始輪廓獲得之前被去除。

3.1.5殘余輪廓(虛假輪廓)residualprofile

通過測量一個理想的光滑表面(平晶)而獲得的原始輪廓。

注虛假輪廓是由導向基準的偏差、外部和內(nèi)部的干擾、以及輪廓傳輸中的偏差組成的。役有專用設備和適合的環(huán)

境一般不能確定這些偏差的原因。

3.2觸針式儀器stylusinstrument

用觸針探測表面并獲得表面輪廓、計算參數(shù)，還可以記錄輪廓的測量儀器(見圖1)e

注:所示框圖僅表示在一個理論準確的測量系統(tǒng)中所需要的基本功能單元。各功能單元之間特有的內(nèi)部關系可以

通過設計考慮確定。因此，圖1不是理論上準確配置的唯一形式。

3.2.1感應位移數(shù)字存儲觸針式儀器displacementsensitive,digitallystoringstylusinstrument

輪廓中包含有長波成分和調(diào)整偏差的觸針式儀器。

注:輪廓以數(shù)字形式存儲。如果濾波，則為相位修正濾波。參數(shù)是以數(shù)字形式計算輪廓通過一個消除變形的圖形系

統(tǒng)來記錄

13觸針式儀器的部件。tylusinstrumentcomponents

3.3.1測量環(huán)measurementloop

一個封閉鏈，包括連接被測工件和觸針針尖的全部機械單元，例如:定位工具、緊固夾具、測量底座、

驅(qū)動器、測頭(傳感器)。(見圖2),

注:測量環(huán)會受到外部和內(nèi)部的干擾并將它們傳遞給基準輪廓。這些千擾的影響取決于每個單獨的測量調(diào)整.測量

環(huán)境和使用者的技能。干擾對殘余輪哪值的影響很大.

3.3.2導向基準referenceguide

產(chǎn)生一個橫切面，并在這個橫切面內(nèi)的一個理論準確的幾何軌跡(基準輪廓)上引導測頭，這個軌跡

通常是一條直線。

注:導向基準是驅(qū)動器的基本部件，有一部分可在側頭中。導頭的使用見附錄A

3.3.3驅(qū)動器driveunit

測頭沿著基準導軌移動，且以輪廓的水平坐標值傳遞觸針針尖的水平位置的裝置。

注:用能夠選擇的最大的行程長度表示驅(qū)動器的特性。

CB/T6062-2002

泊解、袱翻

團掣酬肆9昭舉拭爾纂

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健撰粼衫

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舊﹃鑄稠份名

性御粼側冷

翻榴目

GB/T6062---2002

圖2觸針式儀器測量環(huán)的示例

3.3.4測頭(傳感器)probe(pick-up)

包含帶有觸針針尖的拾取單元和轉(zhuǎn)換器。

3.3.5拾取單元tracingelement

將觸針針尖位移傳遞給轉(zhuǎn)換器。

3.3.6針尖stylustip

是一個確定圓錐角的標稱正圓錐，和具有確定半徑的標稱球形尖。

注:使用觸針式儀器采集輪廓時，它是個非常重要的元件

3.3.7轉(zhuǎn)換器transducer

參照基準輪廓將軌跡輪廓的垂直坐標轉(zhuǎn)換成儀器中使用的信號形式。

注:轉(zhuǎn)換器不改變輪廓的形狀

3.3.8放大器amplifier

在儀器中實現(xiàn)信號的單元，不改變輪廓的形狀。

3.3.9模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)analog-to-digitalconverter(ADC)

將儀器中模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字的單元。

注:與水平坐標一一對應形成總輪廓。ADC不產(chǎn)生任何輪廓形狀的改變。

3.3.10數(shù)據(jù)輸人datainput

儀器可以具有的允許一種或多種輪廓信號從外部計算機輸人的數(shù)字接口。

3.3.11數(shù)據(jù)輸出dataoutput

儀器可以具有的允許一種或多種輪廓輸出到外部計算機的數(shù)據(jù)接口。

3.3.12輪廓濾波和評定profilefilteringandevaluation

根據(jù)GB/T3505的參數(shù)和特性函數(shù)，對原始輪廓、粗糙度輪廓和波紋度輪廓執(zhí)行的操作。

注:取樣長度的標稱值等于截止波長k.

Gs/T6062-2002

3.3.13輪廓記錄器profilerecorder

儀器可以具有的允許一種或多種輪廓和/或參數(shù)值輸出的記錄器。

3.4儀器的計量特性metrologicalcharacteristicsoftheinstrument

3.4.1靜態(tài)測力、taticmeasuringforce

當針尖靜止在表面上且處于量程的中間位置時針尖施加在表面的力。

3.4.2靜測力的變化changeofstaticmeasuringforce

針尖上下垂直移動時，測量力的變化。

注:通常這個變化與位移成比例

3.4.3動態(tài)測量力dynamicmeasuringforce

連續(xù)測量表面時，由針尖加速度導致的力

注:動態(tài)測量力疊加在靜態(tài)測量力上。

3.4.4滯后hysteresis

針尖上下移動時，針尖指示位移與其實際位移之間的差。

3.4.5正弦波傳輸特性transmissionfunctionforsinewaves

對應于一個給定的滑行速度，本特性取決于被測輪廓的波長和幅度。

注

t為了表示傳輸特性，對應于不同的滑行速度和一個給定的幅度，可以給出在規(guī)定容許誤差極限內(nèi)可以被傳輸?shù)?/p>

最小正弦波長(溝槽的間隔)

z測頭的傳輸特性取決于測頭所采用的結構對于給定的儀器，如果測頭的結構發(fā)生變化，則側頭的傳輸功能也將

發(fā)生變化

3.4.6測頭的測量范圍measuringrangeofprobe

觸針針尖和轉(zhuǎn)換器能拾取位移的垂直范圍，該位移在確定的允許誤差范圍內(nèi)，且能夠轉(zhuǎn)換為適合于

數(shù)字化的信號。

3.4.7儀器的測量范圍measuringrangeofinstrument

儀器能測得位移的垂直范圍.該位移在確定的允許誤差范圍內(nèi)，且能由儀器轉(zhuǎn)換為適用于數(shù)字化的

信號，并將其數(shù)字化。

3.4.8模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化步距quantizationstepoftheADC

對應于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)讀數(shù)中最小有效變化的位移。

3.4.9儀器分辨力instrumentresolution

儀器能夠有效分辨在原始輪廓中相鄰點坐標值能力的定量表示。

3.4.10量程分辨力比range-to-resolutionratio

儀器測量范圍與分辨力之比。

注:對于有幾個側量范圍的儀器，量程分辨力比是按每個單獨的側里范圍計算。因此，蚤程分辨力比不是最大側量

范圍與儀器最小側童范圍的分辨力之比，

3.4.11測頭線性偏差probelinearitydeviation

在測頭的測量范圍內(nèi)，實際特性曲線與直線(標稱特性曲線)的偏差。

3.4.12短波傳輸界限short-wavetransmissionlimitation

由短波長濾波器又。所形成的界限，它能分離出總輪廓中按定義不屬于原始輪廓、粗糙度輪廓或波

度輪廓的短波信號成分。

注:在GB/T3505中已有定義。3.濾波器可以設計成數(shù)字撼波器

3.4-13輪廓垂直成分傳輸verticalprofilecomponenttransmission

該傳輸特性表明在原始輪廓中正弦輪廓幅度作為波長的函數(shù)在轉(zhuǎn)換器中所衰減的量。

注該波長傳輸特性具有符合低通濾波器的標稱形式。它通過傳感器、放大器、帶寬限制器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)

在波長的帶通段，它們不改變輪廓。垂直輪廓的傳輸可以包含修正原始輪肆的其他成分。例如:直線對準校正、

GB/T6062-2002

導向基準系統(tǒng)偏差修正、特性曲線的線性補償?shù)鹊取?/p>

3.4-14輪廓水平位置傳輸horizontalprofilepositiontransmission

總輪廓上任意位置的水平坐標之間的差值與其對應的針尖水平坐標之間的差值之比。

3.4-15水平位置傳輸偏差deviationsofhorizontalpositiontransmission

實際輪廓水平位置傳輸和標稱輪廓水平位置傳輸之差。

3.4-16原始輪廓傳輸偏差deviationsoftheprofiletransmissionoftheprimaryprofile

儀器的實際輪廓傳輸特性和理論準確地符合A,濾波器的輪廓傳輸之間的偏差

注

t在帶通段，輪廓傳輸?shù)韧陟o態(tài)觸針位移的傳輸。

2這個偏差包括儀器模擬部分的頗率特性(通常包括儀器機械零件放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的頻響范圍組成)因為

這些頻率特性與頻率相關，當儀器在使用不同的側量速度時，它們將會不同，在高速測量時最敏感

3.4-17零點漂移zeropointdrift

當環(huán)境溫度恒定和觸針位置不變時，儀器指示零點的變化。

注:零點漂移的緩慢不定向變化在輪廓獲取時可忽略不計，在濾波后的粗糙度輪廓中完全沒有。周期性漂移對十濾

波后的粗糙度的評定可以接受，但是這個漂移可能影響原始輪廓濾波后的波紋度輪廓

3.4-18垂直線性偏差verticallinearitydeviation

垂直方向的實際垂直傳輸特性曲線與線性回歸直線的綜合線性偏差(包括從觸針到原始輪廓的各

功能單元)。

3.4-19輪廓濾波器偏差profilefilterdeviation

所用濾波系統(tǒng)各波長的傳輸偏差。

3.4-20輪廓評定偏差profileevaluationdeviation

使用實際算法獲得的值與輪廓的真值之間的差。例如:儀器的測量值和一個已標定的樣板的真值

之差。

注:參數(shù)的真值是使用這個參數(shù)的理想算法在同一個粗糙度標準輪廓上所獲得的值

3.4.21觸針式儀器的總偏差totaldeviationofthestylusinstrument

對于一個已定義的參數(shù)，用給定儀器評定一個表面所得出的值與真值之差。

注:這個真值是使用按照本標準定義的理想儀器所獲得的值。

3.4-22輪廓記錄偏差deviationoftheprofilerecording

粗糙度或波紋度的數(shù)字原始輪廓與在圖形打印機、繪圖儀和顯示器上的對應輸出之間的偏差。

注:輪廓記錄是將數(shù)字輪腳的水平和垂直坐標直接繪成對應于vi,和v，的像素坐標。這兩個坐標的偏差應該小于

輸出裝置的像索間距‘不應出現(xiàn)如線性度、滯后、幅度和相位誤差或謐出等額外偏差。記錄的傳輸偏差實際是指

原始輪廓、粗糙度輪廓和波度輪廓的記錄偏差。

4儀舒特性的標稱值

4.1觸針幾何結構

理想的觸針形狀是一個具有球形針尖的圓錐形。

標稱尺寸如下:

—針尖半徑:r,;p=2pm,5pm,10Km;

—圓錐角:600,9000

對于“理想”儀器，如果沒有其他指定，圓錐角為60'.

4.2靜態(tài)測量力

當觸針在中間位置時，靜態(tài)測量力的標稱值是0.00075Ne

測量力的標稱變化率是0N/me

4.3輪廓濾波器截止波長

GB/T6062-2002

輪廓濾波器截止波長的標稱值從下面系列值中獲得:

，-mm;0.08mm,0.25mm,0.8mm,2.5mm,8.0mm;"0mm

4刁粗糙度截止波長A、針尖半徑和粗糙度截止率A,/A。之間的關系

如果沒有其他指定，針尖半徑的標準值和對應于截止波長標準值的粗糙度截止率之間的關系按照

表1使用

表I

mm

A,t,m

A,1A

針尖半徑最大值

rpmax

尸工m

最大采樣問距

拜m

0.08

0.25

0.8

2.5

8

2.5

2.5

2.5

8

25

30

100

300

300

300

2

2

2.)

5“.)

10'.)

05

05

0.5

I5

5

餐)對于R,>0.5pm或Rz>31-的表面，通?？梢允褂?t,(針尖半徑)=5'm，在測量結果中沒有明顯差別

價展)當截止波長A，為8P-和251+m時，因具有推薦針尖半徑的觸針機械濾波所致的衰減特性將位于定義的

傳輸帶之外幾乎是必然的。既然如此，在觸針半徑或在形狀上的徽小變化對在測量輪廓上計算的參數(shù)值的

影響將是可以忽略的

如果認為其他截止率是滿足應用所必須的，則必須指定這個截止率

132

GB/T6062-2002

附錄A

(提示的附錄)

符合GB/T6062一1985的儀器

Al前言

本標準相對于GB/T6062-1985在以下兩方面作了重大變化。

一傳輸侍比

—導頭的使用不再是本標準的一部分

A2使用2RC濾波器的模擬儀器

當用2RC濾波器的儀器與在本標準正文中定義的理想儀器(理論準確)測量R.,Rz等參數(shù)時，使

用在GB/T10610中指定的濾波器截止波長，所得參數(shù)值之間的差別通常是可以忽略的。從工業(yè)生產(chǎn)加

工中一次加工表面L測得的差值不大于表面上各測量值的自然分散度

A3使用導頭的儀器

使用導頭的儀器只能用于測量粗糙度參數(shù)。

A3.1導頭半徑

如果使用導頭，則它在測量方向上的半徑應該不小于所用標稱截止波長的50倍。如果使用兩個同

時工作的導頭，它們的半徑應該不小于標稱截止波長的8倍。

A3.2導頭壓力

通過導頭施加到被測表面上的力應該不大于。.5N。

附錄B

(提示的附錄)

本標準改進的背景

介紹

以前，人們知道儀器有一個意義明確的基于模擬2RC濾波器或具有相同特性數(shù)字處理的濾波特

然而，通常人們并不理解所有的使用儀器在測量短波的能力方面都是有限的。這些極限是由于以下

川性

部分或全部因素所致:

。)針尖半徑(例如:2pm,5pm等)限制了針尖能進人谷底的程度，因此倒置了一定程度的濾波;

b)觸針的形狀(例如:四棱錐形、圓錐形、球形)明顯降低短波部分表面的還原度(例如:峰的變形);

。)采樣間隔將限制表面上的微細結構的程度(例如:0.25pm,0.5F=等);

d)采樣方法(例如:按時間和水平位移、線性和非線性)可以影響傳輸特性。

這些因素可以使儀器在還原短波能力方面受到限制。這些限制很難確定，然而確實存在。

它們的影響在某些情況下可以確定(例如:采樣間隔)，而那些由觸針引起的則不能確定〔見圖BD.

此外，這些因素中每一個的影響對于不同的表面和濾波器截止波長可能是不同的。這意味著這些因素的

綜合影響是個不確定的，因此產(chǎn)生一個不確定區(qū)域

既然不能清楚地確定這些限制，本標準提供可確定的下限，或短波截止波長A的一套方法，使得不

確定區(qū)域在測量區(qū)域之外

GB/T6062-2002

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