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轮廓仪和探针硬度计是两种主要的接触式轮廓测量仪 |
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轮廓仪和探针硬度计是两种主要的接触式轮廓测量仪接触式轮廓仪 探针轮廓仪和扫描探针硬度计是两种主要的接触式轮廓测量仪,它们都用一个可接触的探针去测量表面轮廓。二者的区别在于横向和纵向的测量范围及它们的分辨率,因此,它们有不同的应用范围。另外,扫描探针硬度计可以测量样品和针尖间的相互作用,这使得其可以测量材料的不同性质。探针轮廓仪 探针轮廓仪利用一个在表面移动的小针尖,通过感知针的高度起伏来确定表面的轮廓。探针轮廓仪能够测量的高度达lmm。这种轮廓仪工作的时候很像留声机,通常情况下,被测表面在探针下移动,但也有可能是探针在表面移动。探针的垂直运动由一个线性变化的差动变压器(LVDT)测量,然后把测量的信号转换为高度数据。探针是由坚硬的物质,例如金刚石制作的,针尖的曲率半径在0.05~50微米之间,这决定了仪器的横向分辨率。 针尖半径越小越尖,那么针尖就能够越容易地跟踪表面形状,但是针尖太尖,针尖施加给予表面的压力就越大,有可能使表面产生局部形变。如果表面产生的是弹性形变,虽然这不会损坏样品,但是会导致表面轮廓测量不准确。如果产生的是塑性形变,会导致表面轮廓测量不准确,并且可能永久损坏样品。新型的低压力技术(针尖载荷小于lmg的)允许测量柔软的物质,例如光刻胶。另外,当用小半径的探针时,扫描速度会明显降低,同时,必须降低针尖载荷来得到更准确的测量。对于精确的探针轮廓仪,针尖半径约为几十微米或更小,针尖载荷为几毫克或更少。这些轮廓仪需要密封和振动隔离系统,需要很多分钟去完成几千个点的扫描。 探针轮廓仪的横向分辨力由针尖半径、表面形状和数据点之间的采样间隔决定。对于一个球形针尖的探针来说,在测量一个正弦形的表面轮廓时,小可测量的正弦波的波长(周期)d不仅取决于探针半径r,还取决于正弦波的振幅
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