轮廓形状测量仪是一种用于精确测量物体表面轮廓、形状尺寸(如弧度、角度、直线度、粗糙度等)的精密仪器,广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业、精密加工、模具检测等领域。那么,下面
测量仪器回收小编解析一下轮廓形状测量仪主要核心原理和技术:

1. 测量原理
接触式测量:通过探头(如探针、测头等)与被测物体表面直接接触,获取轮廓坐标数据。
原理:探头随物体表面起伏产生位移,经传感器(如电感、光栅尺)转换为电信号,再通过软件计算生成轮廓曲线。
特点:精度高(可达微米级),但可能损伤软质或精密表面,测量速度较慢。
非接触式测量:利用光学、激光、视觉、电磁等技术非接触获取轮廓数据。
光学投影法:投射特定图案(如光栅、条纹)到物体表面,通过相机捕捉变形图案计算三维轮廓(如结构光测量)。
激光扫描法:激光束扫描物体表面,根据反射光的时间差或角度变化计算距离(如激光三角法、TOF 飞行时间法)。
视觉成像法:通过高清相机拍摄物体图像,结合图像处理算法(如边缘检测、亚像素分析)提取轮廓边缘。
特点:速度快、不损伤表面,适合复杂曲面或柔软物体,但受环境光、被测物反光特性影响较大。
2. 关键技术
传感器技术:
接触式:高精度电感传感器、光栅尺(分辨率可达纳米级)。
非接触式:激光位移传感器(精度 ±1μm)、CCD/CMOS 相机(像素密度影响分辨率)、结构光投射器。
数据处理与算法:
坐标转换:将传感器采集的原始数据转换为统一坐标系下的轮廓坐标(如笛卡尔坐标系、极坐标系)。
拟合与分析:通过最小二乘法、傅里叶变换等算法拟合轮廓曲线,计算形位公差(如直线度、圆度、平行度)。
3D 建模:基于点云数据生成物体三维模型,支持 STL、OBJ 等格式输出。
运动控制技术:
高精度导轨、伺服电机驱动测量平台或探头移动,实现微米级定位精度(如导轨直线度≤1μm/m)。