(高清版)GBT 33523.606-2022 产品几何技术规范（GPS） 表面结构 区域法 第606部分：非接触（变焦）式仪器的标称特性

GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015区域法第606部分：非接触Nominalcharacteristicsofnon-contact(focusvariatio(ISO25178-606:2015国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导本文件是GB/T33523《产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法》的第606部分。本文件等同采用ISO25178-606:2015《产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法第606部ⅡGB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015GB/T33523《产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法》基于新一代GPS产品几何规范体量仪器。GB/T33523还规范了实物测量和软件测量标准，给出了软件文件标GB/T33523拟由14个部分构成。 第71部分：软件测量标准。规定了用于测量仪器软件校验的S1型和S2型软件测量标准(标 第601部分：接触(触针)式仪器的标称特性。规定了表面结构区域法接触(触针)式仪器的标 第602部分：非接触(共聚焦色差探针)式仪器的标称特性。规定了使用基于白光轴向色散特 第604部分：非接触(相干扫描干涉)式仪器的标称特性。规定了用于表面高度三维映射的相 第605部分：非接触(点自动对焦探针)式仪器的标称特性。规定了使用 第701部分：接触(触针)式仪器的校准与测量标准。规定了区域法表面1GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015ISO3274产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法接触(触针)式仪器的标称特性[Geo-metricalProductSpecifications(GPS)—Surfacetexture:Profilemethod—NominalcharacteristicsofISO4287产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法术语、定义及表面结构参数[Geomet-ricalProductSpecifications(GPS)—Surfacetexture:Profilemethod—TeISO10934-2光学和光学仪器显微镜词汇第2部分：光学显微先进技术(Opticsandopticalinstruments-Vocabularyformicroscopy-Part2:AdvancedtecISO14978产品几何技术规范(GPS)GPS测量设备通用概念和要求[Geometricalproductspecifications(GPS)ISO17450-1产品几何技术规范(GPS)通用概念第1部分：几何规范和检验的模型[Geomet-ricalproductspecifiISO25178-2产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法第2部分：术语、定义及表面结构参数[Geometricalproductspecifications(GPS)—Surfacetexture:Areal—Part2:Terms,definitionsISO25178-3产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法第3部分：规范操作集[Geometricalproductspecifications(GPS)—Surface2GB/T33523.606—2022/ISO25178-606ISO25178-6产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法第6部分：表面结构测量方法的分productspecifications(GPS)-Surfacetexture:Areal-Part6:ClassificationfmethodsformeasuringISO25178-601产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法第601部分：接触(触针)式仪器的标称特性[Geometricalproductspecifications(GPS)—Surfacetexture:Areal—Part601:Nominalcharacteristicsofcontact(stylus)instruments]ISO25178-602产品几何技术规范(GPS)表面结构区域法第602部分：非接触(共聚焦色差探头)式仪器的标称特性[Geometricalproductspecifica602:Nominalcharacteristicsofnon-contact(confocalchromaticprobe)instruments]3术语和定义6、ISO25178-601和ISO25178-602界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1与区域表面结构测量方法相关的术语和定义区域基准arealreference仪器的一个组成部分，它确定一个基准表面用于表面形貌测量。仪器坐标系coordinatesystemoftheinstrument—(x,y)是由仪器的区域基准构建的平面(注：有的光学仪器没有实际的区域导向基准);——对光学仪器而言，Z轴沿光轴方向且垂直于(x,y)平面；对触针类仪器而言，Z轴位于触针轨迹平面内且垂直于(x,y)平面。3GB/T33523.606—2022/ISO2图1仪器的坐标系和测量回路一个封闭链，包括连接被测工件和探头的全部单元，例如：定位工具、紧工件的实际表面realsurfaceofaworkpiece实际存在且可将整个工件与周围介质分开的要素集。注3:不同类型的光学仪器可采用不同的电磁表面。表面探头surfaceprobe测量过程中将表面高度转换为信号的器件。空间测量范围measuringvolume由仪器三个坐标的测量极限范围限定的仪器测量范围。4GB/T33523.606—2022/ISO25178-606响应曲线responsecurve描述实际量与测得量之间函数关系的图形表示。见图2。[来源：GB/T33523.601—2017,3.4图2非线性响应曲线示例放大倍数amplificationcoefficient由响应曲线(3.1.7)得到的线性回归曲线的斜率。见图3。5GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015图3响应曲线线性化示例仪器噪声instrumentnoiseN当仪器处于一个理想的无噪声环境中时，叠加在输出信号上的内部噪声。Nm仪器正常使用过程中附加于输出信号的噪声。表面形貌重复性surfacetopographymeasurementrepeatability在相同测量条件下连续测量同一表面形貌的重复性。6GB/T33523.606—2022/ISO25178-606x[Y]方向采样间距samplingintervalinX[Y]沿X坐标轴[Y坐标轴]两个相邻测量点之间的距离。Z方向量化步距digitizationstepinZD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。横向分辨力lateralresolution两个可检测要素之间的最小距离。测量时能够保证测量高度不变的最窄矩形沟槽的宽度。图4水平间距大于或等于W₁的栅格图5图4中栅格的测量结果，可正确测量栅格的间距和深度7GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015图6水平间距t'小于W₁的栅格图7图6中栅格的测量结果，间距测量正确，但深度测量偏小(d'<d)横向周期限lateralperiodlimit仪器的高度响应降至50%时正弦轮廓的空间周期。最大局部斜率maximumlocalslope可以被探测系统评定的表面特征的最大局部斜率。仪器传递函数instrumenttransferfunction;ITFfiTF空间频率的函数，描述表面形貌测量仪器对具有特定空间频率的物体表面形貌的响应。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。8GB/T33523.606—2022/ISO测量装置的属性，该属性可能会影响测量结果。表1表面结构测量仪器的计量特性列表定义潜在误差取向3.1.8(见图3)导出放大倍数的曲线与响应曲线之间的最大局部差异区域基准的平面度ZZZ区域导向基准arealreferencegu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。在(x,y)平面上对被测表面实施扫描的系统。9GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015表2导向基准可能的不同配置(X和Y探测系统S:没有弧形误差或进行了弧形误差校正对于两个给定的函数f和g,fog是f和g的复合函数；P,=沿Y轴移动的探测系统；C=沿X轴移动的部件；横向位置传感器lateralpositionsensorNNaGB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015在特定光谱范围内发射适当波长的光的光学装置。光学测量带宽measurementopticalbandwidth用于表面测量的光的波长范围。用于表面测量的光波长有效值。孔径角angularaperture从被测表面上某一点进入光学系统的光锥的角度。孔径半角halfapertureanglea孔径角的一半。图8孔径半角数值孔径numericalaperture孔径半角的正弦乘以周围介质的折射率n(An=nsina)。GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015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一个点源的像的一极衍射极小值与另一个点源的像的极大值位置重合时的间距。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。3.4与工件光学特性有关的术语和定义表面膜surfacefilm沉积在光学性质与其不同的另一表面上的材料。厚度较薄的膜，通过光学测量系统不能区分开其上下表面。厚膜thickfilm厚度较厚的膜，通过光学测量系统能区分其上下表面。光学光滑表面opticallysmoothsurface反射光主要源自镜面反射且散射光不显著的表面。光学粗糙表面opticallyroughsurface与光学光滑表面不同，即散射光显著的表面。在不同区域具有不同光学特性的样品。GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015一种表面形貌测量方法，通过光学显微镜中表面图像的清晰度(或最<变焦传感器>光源<FVsensor>lightsourcea环形光源照明的最大入射角GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015maximumincidentangleofringlightilluminationβtmax用于照射工件的环形光源的最大入射角度。图9照明角度范围检测角度范围angularrangeofdetection物镜能收集光线的角度范围(见图10)。图10检测角度范围GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015表3给出了变焦仪器的影响量和受对应影响量的偏差影响的计量特性(见3.1.20和表1)。测量光学带宽照明角度范围照射在被测表面的光的偏振状态。偏振通常被显微成像系统表面上物体的大小和传感器中图像的大小之间的放大率显微成像系统的点扩散函数(见ISO10934-2:2007中2.35)垂直扫描系统的响应曲线△△散、步进)使用变焦方法根据采集的数据构建表面高度的横向分辨力仪器噪声在Z向完成单次扫描所需的积分时间变焦技术7将光学系统的小焦深与垂直扫描相结合，根据焦点变化提供形貌信息。下文针对图A.1中典型变焦显微镜的示意图说明其工作原理。该系统的主要组成部分是包含各种镜头的光学显微入系统的光路，并通过物镜将光线聚焦到工件之上。根据工件的形貌，光线一旦通过物镜接触到工于照明分束器后的光敏传感器聚集。由于景深较小，所以光学系统仅对物体的小片区域清晰地成像。A.6算法聚焦信息曲线由每个垂直扫描位置处的焦点信息组成。通过计算聚焦信息曲线的最大值，确定一个物点的高度信息。聚焦曲线最大值的计算具有多种方法。表A.2总结了其中的三种方法及其速度和准确度。最快的方法是仅使用具有最大焦点信息的扫描位置，但这种方法的准确度最低。更高级的方法是利用聚焦信息曲线来拟合多项式或更复杂的函数，并计算最大值作为拟合多项式或函GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015多项式曲线拟合峰值良好精确不太精确意性聚焦信息曲线。与阶梯不连续性相邻的两条聚焦信息曲线显示两个峰值。该算法能确定最大峰变焦技术依赖于分析焦点的变化，因此其仅适用于在垂直扫描过程中表面图像充分变化的表面。GB/T33523.606—2022/ISO25178-A.9应用10GB/T33523.606—2022/ISO25178-606:2015(资料性)ISO14638中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本文件是该体系的一部分本文件是一项GPS通用标准。本文件给出的规则和原则适用于GPS矩阵中所有标有实心点(·)的部分。见表B.1。ABCDEFG方向跳动区域表面结构表面缺陷[4]ISO/IECGuide99:2007Internationalvocabularyofconceptsandassoc[5]ISO14406:2010Geometricalp[6]WyantJ.