GB/T 33523.603-2022 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 区域法 第603部分:非接触(相移干涉显微)式仪器的标称特性.pdf

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ICS 17.040.20 CCSJ04

产品几何技术规范(GPS)

引言 IV 范围 规范性引用文件 术语和定义 影响量的描述. 附录A(资料性)相移干涉(PSI)显微镜的组件 .......* 14 附录B(资料性)相移干涉(PSI)显微镜的工作原理 附录C(资料性)相移干涉(PSI)显微镜的误差和修正 18 附录D(资料性)与GPS矩阵模型的关系…….….… 21

第701部分:接触(触针)式仪器的校准与测量标准。目的在于规定区域法表面结构接触(触 针)式仪器用作测量标准的实物量具的特性,残余误差的评定方法湘2015G101-7 轻钢结构农村住宅㈦,校准、验收和周期检定的检 测方法。

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下列术语和定义适用于本文件,

产品几何技术规范(GPS) 表面结构区域法 第603部分:非接触(相移干涉显微)式 仪器的标称特性

响应曲线responsecurve F,Fy,F 描述实际量与测得量之间函数关系的图形表示。 注1:一个X(Y或Z)方向的实际量对应于一个测得量xm(ym或m)。 注2:响应曲线可用于调整和误差修正。 见图2。

放大借数 ampliticationcoetricient αaya 由响应曲线(3.1.7)得到的线性回归曲线的斜率。 见图3。 注1:X、Y、Z方向的量都会有适用的放大倍数。 注2:理想的响应是一条斜率等于1的直线,表示测得量等于实际量, 注3:亦可参见“测量系统灵敏度"ISO/IEC指南99:2007,4.12]。

「来源:GB/T33523.601—2017,3.4.3,有修改

图3响应曲线线性化示例

注:在许多显微系统中,采样间距由相机中感光单元(也称为像素)之间的距离决定。在这类系统中,也采用像素间 距或像素间隔来表述采样间距。另一个术语,“像素宽度”,表示单个像素感光区域在一个方向(X或Y)的长 度,该值总是小于像素间距。此外,术语“采样区域”可表示用来确定样品高度值的采样长度或区域,该量值可 以大于或小于采样间距。参见A.3。 3.1.13 Y方向采样间距samplingintervalinY Dy 沿Y坐标轴两个相邻测量点之间的距离。 注:在许多显微系统中,采样间隔由相机中感光元件(也称为像素)之间的距离决定。在这类系统中,也采用像素间 距或像素间隔来表述采样间距。另一个术语,“像素宽度”,表示单个像素感光区域在一个方向(X或Y)的长 度,该值总是小于像素间距。此外,术语“采样区域”可表示用来确定样品高度值的采样长度或区域,该量值可 以大于或小于采样间距。参见A.3。 3.1.14 Z方向量化步距digitizationstepinZ D, 在提取表面上,沿Z坐标方向两个坐标之间的最小高度变化量。 3.1.15 横向分辨力lateralresolution R 两个可检测要素之间的最小距离。 [来源:GB/T33523.601—2017,3.4.10,有修改] 3.1.16 全高度转换的极限宽度widthlimitforfullheighttransmission W 测量时能够保证测量高度不变的最窄矩形沟槽的宽度。 注1:仪器特性[如X方向采样间距(3.1.12)、Y方向采样间距(3.1.13)、Z方向量化步距(3.1.14)和短波截止滤波 器]的选择不宜影响横向分辨力(3.1.15)和全高度转换的极限宽度。 注2:测量确定该参数时,矩形槽的深度宜接近待测表面的深度。

图4栅格及其测量的示例

)水平间距t小于W的栅格

中栅格的测量结果,间距测量正确,但 量偏小(d<

示例1:测量沟槽宽度大于全高度转换的极限宽度的栅格,可以正确测得沟槽深度[见图4a)和b)]。 示例2:测量沟槽宽度比全高度转换的极限宽度窄的栅格,得到的沟槽深度不正确[见图4c)和d)]。此情况下,信 号通常受到干扰且可能包含非测点。 [来源:GB/T33523.601—2017,3.4.11,有修改]

示例1:测量沟槽宽度大于全高度转换的极限宽度的栅格,可以正确测得沟槽深度[见图4a)和b)]。 示例2:测量沟槽宽度比全高度转换的极限宽度窄的栅格,得到的沟槽深度不正确[见图4c)和d)]。此情况下, 常受到干扰且可能包含非测点。 [来源:GB/T33523.601—2017,3.4.11,有修改]

最大局部斜率maximumlocalslope

退滞 hysteresis HYS,HYS,HY

测量装置或测量特性的属性,表示测量装置的示值或测量特征值,取决于先前激励的方向。 注1:迟滞还会与激励方向改变后的运动距离等因素有关。 注2:对于横向扫描系统,迟滞主要是一种重新定位的误差。 [来源:GB/T24634—2009,3.24,有修改] 3.1.21 计量特性metrologicalcharacteristic 测量仪器的计量特性metrologicalcharacteristicofameasuringinstrument (测量设备>测量装置的属性,该属性可能会影响测量结果。 注1:计量特性校准是必要的。 注2:计量特性对测量不确定度有直接影响。 注3:区域法表面结构测量仪器的计量特性见表1。

表面结构测量方法的计量特性列表

区域导向基准arealreferenceguide 产生基准表面的仪器组成部分,在这个基准表面上,探测系统沿理论正确轨迹相对于被测表面 运动。 注:在X,Y轴扫描的区域法表面结构测量仪器中,区域导向基准建立一个参考表面(参见GB/T33523.2一2017, 3.1.8)。它可以通过使用两个线性且互相垂直的导向基准(参见GB/T6062一2009,3.3.2)或一个导向基准表面 来构建。

在(x,y)平面上对被测表面实施扫描的系统。 注1:表面结构扫描仪器系统有四个基本部分:X轴驱动器、Y轴驱动器、Z轴测量探头和待测表面。可以通过不同 的方式配置这四个部分,由此不同配置之间会产生一定的差异,见表2。 注2:当对显微镜的单个视场进行测量时,不进行X,Y轴扫描。但是,当通过拼接方法将多个视场拼接在一起时 系统就会被认为是一个扫描系统,参见参考文献[15]。

表2 导向基准的不同配置可能(X和Y轴)

X向驱动单元driveunitX 仪器的组成部分,使探测系统或被测表面沿X轴的导向基准移动,并用轮廊的横向X坐标表示被 测点的水平位置。

农业部对县级高标准农田复核报告.pdf注1:3.1.9中的注2和注3也适用于本条目。 注2:动态噪声包括静态噪声。 注3:动态噪声包含在测量噪声(3.1.10)中

3.3.1 光源lightsource 在特定光谱范围内发射适当波长的光的光学装置。 3.3.2 光学测量带宽 measurementopticalbandwidth Bxo 用于表面测量的光波长范围。 注:构建仪器时,可采用有限光学带宽的光源,也可利用额外的滤光元件进一步限制光学测量带宽。 3.3.3 测量光波长measurementopticalwavelength 入。 用于表面测量的光波长有效值。 注:测量光学波长受诸如光源光谱、光学组件的光谱透过率和图像传感器阵列的光谱响应等因素影响(参见附录 A)。 3.3.4 孔径角angularaperture 从被测表面上某一点进人光学系统的光锥的角度。 [来源:GB/T33523.602—2022,3.3.3] 3.3.5 孔径半角halfapertureangle α 孔径角的一半。 注:该角有时称为“光锥半角"见图5)。

数值孔径numericalaperture

半角的正弦乘以周围介质的折射率n(A=nsind

Q/SY 1482-2013 油气管道工程化验室设计及化验仪器配置规范.pdf瑞利准则Rayleighcriterion

表征光学系统空间分辨力的量,定义为两个点源在满足 二个点源的像的一级衍射极小值 点源的像的极大值位置重合时的间距。 注1:对于充满物镜人瞳的理想非相干光系统,瑞利准则取值为0.61入。/AN。 注2:对于光学3D计量仪器:此参数用于表征高度远小于A。的特征的仪器响应。

注1:对于充满物镜人瞳的理想非相干光系统,瑞利准则取值为0.61入。/AN。 注2:对于光学3D计量仪器,此参数用于表征高度远小于入。的特征的仪器响应。 3.3.8 斯派罗准则Sparrowcriterion 表征光学系统空间分辨力的量,定义为两个点源在满足合光强刚好不出现下凹时的分离间距。 注1:对于充满物镜人瞳的理想非相干光系统,斯派罗准则取值为0.47入。/An,约为瑞利准则(3.3.7)取值的 0.77倍。 注2:对于光学3D计量仪器,此参数用于表征高度远小于入。的特征的仪器响应。 注3:在与上述注释相同的测量条件下,斯派罗准则取值几乎等于0.50X。/AN的空间周期,此时理论的仪器响应降 至零。

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