研制 成 功 了智能 三 维轮 廓 测量 仪 。 仪器 既有 继 承性 ， 该

　　又能 满 足技术 发展 的要 求 ， 国外 同类 仪 器相 比 ， 格 与 价 低廉 ， 一种 较 为理 想 的表 面非 接 触测 量仪 器 。 是

　　仪 器可用于 多种材料 、 多种形状 的轮廓 测量 ， 只需几秒钟 即可完成一个取样表 面的二维和三维 自动测 量与评定。 出了对 给 标 准样板 的测 量结果 ， 实验表 明仪 器总测量误差 小于５ 。 ％ 关键词 ： 干涉显微镜 三维轮廓测量 白光扫描干涉术 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ０— ９ ８ ２ ０ ）６—０ ６ ０ １０ ４ ９ （０ ６ ０ ０ ７— ２ 系 统 的工 作 原 理 是 扫 描 白光 干 涉 表 面 形 貌 测量

　　要 ：介 绍 了基 于 国 产６Ａ 干 涉 显微 镜 的 智 能 三 维轮 廓 测 量仪 。 器 的垂 直 测量 范 围 达８ ｍ， 直 分 辨 率 达 ｌ ｍ； Ｊ 仪 Ｏ 垂 ｎ

　　图 １ 轮廓 仪 基 本 组成 框 图 。 主 要包 括６Ａ干涉 是 它 Ｊ

　　显 微 仪 、 Ｄ摄 像 器 、 密 微 动 工 作 台 及 其 压 电 陶 瓷 ＣＣ 精 （ Ｚ ） 动 器 、 栅 位 移 计 量 系 统 、 算 机 及 Ｉ Ｏ 口 等 Ｐ Ｔ驱 光 计 ／

　　器 ， 具有 性 能稳 定 、 积小 、 格低 的特点 。 随着 生 它 体 价 但

　　产 与 技 术 的 发 展 ， 精 加 － 微 电 子 、 ＭＳ技 术 的 兴 超 Ｖ、 ＭＥ 起raybet最佳电子竞技平台 ， 物 体 表 面 质量 、 观形 貌 的检 测 要 求 越 来越 高 。 对 微 新 的 国家标 准 或 国 际标 准 ， 以及 正 在 实 施 的 “ 品 几 何 产 量 国 际 标 准 体 系 （ Ｓ ”要 求 真 实 充 分 反 映 表 面 的 形 ＧＰ ） 貌 、 确 的 三维 几 何 特 征 、 面功 能 特 征 及 频 谱 分 析 准 表 等 ， 就 要 求 测 量 仪 器 及 评 定 方 法 有 质 的 改 进 。 为 目 这 作 视 仪 器 ，Ｊ 干 涉 显 微 镜 所 测 数 据 过 于 简 单 ， 差 大 ， ６Ａ 误 效率低 ， 已不 能 适 应 国家 标 准 及 国 际 标 准 的 要 求 ， 因此 ， 我 们 以 ６ Ａ 干 涉 显 微 镜 的 光 学 系 统 为 基 础 ， 以 ＣＣ Ｊ 配 Ｄ 摄像 头 、 动工 作 台 以及 强 大 的 测 控及 数 据 处 理 软件 微

　　压 电 陶 瓷 的 驱 动 电 压 通 过 １ 位 的 Ｄ／Ａ 转 换 器 由 ６

　　计 算 机 控 制 ， 此 系 统 位 移 的 理 论 分 辨 率 达 ０ ３ｎｎ 因 ． ／。

　　－ 家 自然 科 学 基 金 资助 项 目（ 号 ：０ ７ ０ ７ ｋ国 编 ５ １５ ３ ）

　　制 ， 动 电 压 范 围 为 ０～２ ０ 对 应 位 移 量 ０～２ ｍ， 驱 ０ Ｖ， ０ 该 位 移 经 两 级 杠 杆 放 大 后 为 ０～８ ｍ。 Ｏ ４个 对 称 设 置 的 折 叠 式 平 行 平 板 柔 性 铰 链 使 工 作 台 只 产 生 垂 直 方 向 的 微 位 移 。 于 工 作 台 的 力 学 分 析 及 有 限 元 模 拟 已 另 关

　　术 … ： 白光 干 涉条 纹 中光 强 最 大 的零 级 条 纹 与零 光 即

　　上 海 光 学 仪 器 厂 生 产 的 ６Ａ 干 涉 显 微 镜 是 我 国 计 Ｊ 量 领 域 应 用 最 广 泛 的测 量 工 程 表 面 粗 糙 度 的 光 学 仪

　　程 差位 置对 应 ， 用 高 精 度 定位 工 作 台带 动 试 样 作垂 利 直 方 向微 动 ， 而使 试 样 表 面不 同 高 度 的点 与 参 考镜 从

　　光 路 的 光 程 差 依 次 通 过 零 光 程 差 的 位 置 ， 时 用 面 阵 同

　　Ｃ ＣＤ记 录 各 个 位 置 的 白 光 干 涉 图 ， 后 用 白光 五 步 相 然 移 算 法 对 Ｃ Ｄ 各 个 像 素 记 录 的 光 强 随 光 程 差 的 变 Ｃ 化 数 据 进 行 运 算 ， 可 获 得 被 测 试 样 表 面 各 点 的 相 对 即 高 度 ， 而可 得 到表 面形 貌 的各 项评 定 指标 。 进 由 于 系 统 的 垂 直 分 辨 率 及 测 量 精 度 取 决 于 工 作 台 的 定 位 精 度 ， 此 ， 们 研 制 了 由 Ｐ Ｔ 驱 动 ， 性 铰 链 为 我 ｚ 柔 导 向 的 精 密 定 位 工 作 台 。 ２ 工 作 台 定 位 部 分 结 构 示 图 为 意 图 ， 是 用 厚 １ 它 ２ｍｍ 的 ６ Ｓ２ ０ ｉ Ｍｎ板 材 采 用 线 切 割 加