周 勇，李建军，赵天明，王震宏，唐胜江

(中国工程物理研究院 材料研究所，四川 绵阳 621700)

1 引 言

表面粗糙度是描述表面微观轮廓基本特点,评价产品表面质量最常用的参数之一[1]。在机械加工、薄膜制备、微纳机电系统、光学精密加工等领域中，表面粗糙度是评价产品性能的重要指标之一。表面粗糙度与加工零部件的摩擦磨损性能、耐腐蚀性能、结合密封性、抗疲劳能力等存在必然联系，进而对零件和制造设备的稳定性和可靠性产生重要影响[2～4]。表面粗糙度也是开展功能结构部件微观表面形貌评价与表征的重要参数[5,6]。

表面粗糙度的测量研究一直受到国内外研究学者和工程技术人员的重视。徐建强等[7]基于光散射理论设计了一种光纤传感器可用于表面粗糙度的快速测量；陈晨等[8]基于激光散斑角度相关法设计了表面粗糙度测量系统，具有较好的测量准确度；吴璀罡等[9]开发了一套基于激光双焦干涉原理的超光滑表面粗糙度测量系统，纵向分辨力达到0.1 nm；Ichiko Misumi等[10]基于AFM测量原理搭建了一套超高精度粗糙度测量系统，并做了不确定度分析。

然而，目前在表面粗糙度和微观轮廓的测量工业应用中，常见使用的是宝石触针接触式轮廓仪和扫描白光干涉轮廓仪等精密设备。这两种精密仪器对使用环境和条件要求较为严格，不适合用于要求高检测效率和在线测量的工业现场[11]。

三坐标测量机是加工现场最常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备，其具有通用性强，精确可靠等优点[12,13]。……