122
Все серийные приборы ощупывающего типа на выходе
имеют аналоговый сигнал профиля. Для всестороннего ис-
следования микрогеометрии стандартных критериев недос-
таточно, поэтому необходимо профилографы-
профилометры соединять с персональными компьютерами
через соответствующие АЦП [4, 5, 17]. При этом необходи-
мо устанавливать конкретную дистанцию дискретизации
(расстояние между 2-мя соседними точками профиля по его
длине
). Очевидно, что с теоретической точки зрения, чем
меньше дистанция дискретизации, тем точнее дискретное
представление профиля. Однако, в данном случае имеется
естественное ограничение, которое определяется заостре-
нием алмазной иглы датчика. Впадины, меньшие по разме-
рам, чем заострения иглы механически фильтруются этой
иглой, а значит, вступает в силу известное правило - дис-
танция дискретизации не должна быть меньше радиуса за-
острения иглы датчика, так как в противном случае при
дискретизации аналогового сигнала будут учитываться по-
мехи, не имеющие ничего общего с профилем поверхности.
сания случайной функции необходимо от 3 до 25 парамет-
ров [1, 14, 17, 18, 40]. Очевидно, что, используя в боль-
шинстве случаев при нормировании микрогеометрии оди-
ночные критерии, чаще всего R
a
, R
q
или R
z
, мы ни теорети-
чески, ни практически не предопределяем тот микрорель-
еф, который случайным образом реализуется в результате
обработки поверхности, не смотря на обеспечение количе-
ственного значения нормированного критерия. Для полного
и точного описания реального профиля в среднем требует-
ся 10-15 различных параметров. Теоретически это возмож-
но, но практически абсолютно не реально.
А это означает,
что использование параметрических критериев не позволя-
ет оптимизировать микрогеометрию поверхности, даже в
том случае, если эта оптимальная микрогеометрия заранее
известна. Таким образом, улучшить функциональные свой-
ства поверхности за счет оптимизации ее микрогеометрии
мы можем лишь чисто случайно и уж точно не сможем по-
вторить удачный случай с помощью
стандартных парамет-
ров.
Особое внимание следует уделять проблеме фильтрации
профиля, полученного с помощью профилографа
- профи-
лометра [2, 5, 7, 13]. Помимо внутренних помех прибора
существует множество внешних помех, влияние которых
тем большее, чем выше чувствительность прибора при за-
писи профиля (речь идет о вертикальном увеличении сиг-
нала, которое у серийных приборов может изменяться от
100 до 200 тыс. крат). При контроле, например, тонко
шлифованных или полированных поверхностей необходимо
устанавливать вертикальное
увеличение прибора не менее
чем 10 тыс. крат. При такой чувствительности игла датчика
колеблется не только от вибрации фундамента или стола,
на котором установлен прибор, но и от вибрации воздуха,
вызванной разговорами недалеко находящихся людей. В
реальных городских и, особенно, производственных усло-
виях невозможно оградить работу профилографа- профи-
лометра от воздействия
различного рода внешних помех.
Это делает проблему правильной фильтрации аналогового
сигнала профиля чрезвычайно актуальной. Наиболее пред-
почтительной представляется методика фильтрации профи-
ля с помощью его амплитудного спектра.
Независимо от методов оценки и контроля микрогеомет-
рии, при использовании для этой цели приборов ощупы-
вающего типа, очень остро стоит проблема фильтрации
профилей.
1.2. Дискретизация и фильтрация профилей
поверхностей
1.2.1. Дискретизация профиля
1.2.2. Фильтрация профиля
Профиль поверхности представляет собой реализацию
случайной функции и может быть разложен в ряд Фурье.
Графическая зависимость амплитуды гармоник от их часто-
ты есть не что иное, как амплитудный спектр профиля.
Теоретически доказано и экспериментально многократно
подтверждено [17], что самая низкочастотная гармоника
содержит информацию об отклонениях формы поверхности.
Вторая и третья гармоники содержат информацию о так на-
зываемой волнистости. Падающая часть спектра несет в
себе информацию о шероховатости профиля. Незатухаю-
щая высокочастотная часть спектра
несет в себе информа-
цию о помехах (Рис. 1.3). Удаляя из амплитудного спектра
любую из выше названных частей информации (одну или
123