轮廓仪是用于精密测量物体表面形貌、轮廓尺寸及微观粗糙度的专业设备，根据工作原理和应用需求，可分为接触式（探针式）和非接触式（光学式）两大类。以下是其测量能力及主要类型的详细说明：

 轮廓仪的核心测量能力

    1.几何轮廓与尺寸

基础参数：长度、高度、角度、半径、槽深/槽宽、直径

形位公差：直线度、圆度、平行度、轮廓度、同轴度

复杂曲面：凸度曲线、对数型面、非球面光学轮廓、陡峭边缘（支持＞85°倾角）

    2.表面微观特性

粗糙度参数：Ra, Rz, Rq, Rsk 等（符合ISO/GB标准）

波纹与缺陷：周期波纹度（Wa, Wt）、划痕深度、点蚀体积

纳米级精度：分辨率达亚纳米级（0.1nm），可测Ra 0.01μm级超光滑表面

    3.特殊应用扩展

工业部件：轴承滚道凸度、密封结构角度

光学器件：透镜非球面曲率、自由曲面偏差

材料分析：薄膜台阶高度（纳米~毫米级）、磨损体积、微结构三维形貌

轮廓仪的分类与技术特点

    1.接触式轮廓仪（探针扫描式）

原理：金刚石探针接触表面，通过位移传感器记录轮廓

适用场景：

硬质材料（金属、陶瓷）

深槽、孔内壁等遮挡区域

高精度轮廓尺寸测量（微米级）

局限性：可能损伤软材料；扫描速度较低

    2.非接触式轮廓仪（光学式）

技术分支：

白光干涉仪：垂直分辨率达0.1nm，适合透明薄膜、纳米台阶

激光扫描仪：高速测量大曲率表面

共聚焦显微镜：三维形貌重建，支持高反光表面

优势：

无损伤测量（软胶体、生物样品）

亚微米级横向分辨率

支持大面积自动拼接（＞200mm）

局限性：透明/强吸光材料可能需特殊处理

    3.专用类型

激光幕帘轮廓仪：在线检测外径、边缘位置（如零件分拣）

气浮导轨式轮廓仪：重型工件直线度/平面度测量（抗振动干扰）

选型关键因素

    4.应用推荐

适合用白光干涉仪测量的轮廓类型

• 白光干涉仪具有亚纳米级的测量精度，最高 RMS 重复性可达 0.002nm，适合测量精度要求极高的微观轮廓，如超光滑镜面的轮廓、半导体芯片上的微小结构轮廓等。
• 以 “面” 的形式获取表面 3D 形貌，可对复杂的三维轮廓进行全面测量和分析，如微透镜的曲面、晶圆蚀刻后的三维结构等。
• 采用非接触式测量，避免了传统接触式测量可能对样品造成的划伤或损坏，适合测量易损伤的材料（如掩模版、玻璃）以及软质材料（如高分子材料、液晶面板）的轮廓。
• 通过拼接技术，最大视野可达 300mm×300mm，可在大视野范围内进行高精度轮廓测量，适用于需要大范围轮廓检测的样品，如大面积的金属板材、PCB 基板等。
• 具备超越传统的极大角度特性，光滑面角度特性最高 53°，局部剖面倾角可达 90°，可对具有陡峭角度的轮廓进行测量，如刀具的锋利边缘、半导体蚀刻的垂直侧壁等。
• 可结合多种测量工具，如轮廓分析、角度测量、线粗糙度计算等，对轮廓进行多维度分析，适用于需要综合评估轮廓参数的场景，如表面粗糙度与轮廓形状同时需要检测的零件。

适合用 3D 线激光测量仪测量的轮廓类型

• 具备 4096 points/profile 的高分辨率，Z 轴重复精度可达 0.1μm（如 AR - 9010 型号），适合测量半导体芯片、精密模具等表面的微观轮廓细节，如微小沟槽、凸起结构的尺寸和形状。
• 最高 40kHz 的扫描频率，可对运动中的物体进行实时轮廓捕捉，例如生产线高速运转中的零部件轮廓检测，确保动态过程中的轮廓精度。
• 采用先进的反光过滤器算法和 HDR 技术，可有效处理高反光表面（如光亮金属镜面、镀膜玻璃）的轮廓测量，减少反光干扰，提取准确的轮廓数据。
• 不同型号覆盖广泛的测量范围，如 AR - 9100 的 X 轴宽度可达 121mm，AR - 8190 可达 280mm，配合拼接测量功能，可实现大尺寸工件（如汽车钣金、大型机械零件）的整体轮廓检测。
• 具备良好的角度特性，可测量具有陡峭侧壁、深沟槽等复杂结构的轮廓，如刀具刃口轮廓、齿轮齿形轮廓等，准确获取其三维形状参数。
• 高速扫描和 ROI 自由裁剪功能可大幅提升检测效率，适合大批量生产中的轮廓筛选，如 3C 产品零部件的在线全检，快速识别轮廓缺陷（如毛刺、变形、尺寸超差等）。
• 通过优化的光路设计和算法，可对透明材料（如玻璃、亚克力）或低反射率材质（如橡胶、塑料）的轮廓进行测量，例如检测透明屏幕的边缘轮廓或塑料外壳的分型线轮廓。