检测平面度误差方法有哪些【干货】

平面度误差说明平面度误差是指被测实际表面相对其理想平面的变动量,理想平面的位置应符合最小条件。了解平面度误差的几种常用检测方法及其特点,并针对其存在的问题,提出了一种在线检测平面度的测量方法。采用此方法可以有效地缩短测量时间,降低测量成本,提高效率。

平面度（flatness;planeness)，是属于形位公差中的一种，指物体表面具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。

平面度误差是将被测实际表面与理想平面进行比较，两者之间的线值距离即为平面度误差值；或通过测量实际表面上若干点的相对高度差，再换算以线值表示的平面度误差值。

平面度误差的测量方法，比如：
1．统一基准法
2．对角线法
平面度误差评定方法常用的有：三点法、对角线法、最小区域法。

评定平板平面度误差的基本原则
平板平面度误差是指平板加工后的实际表面和理论上的理想平面之间的差值。平板平面度误差的检定，是通过被测实际表面手理想表面相比较来进行的。而理想平面相对于实际表面的位置，将影响平板平面度误差的检定结果。为此规定在评定平面度误差时，理想平面的位置按最小条件来确定。
最小条件是指：在确定理想平面位置时，应使该理想平面与实际表面相接触，并使两者之间的最大距离为最小。
对于被测实际表面平面度的评定，可做很多个理想平面。比如三个理想平面I-I、I-II、III-III,放在实际表面的不同位置上。每个理想平面到实际表面的最大距离分别为1、2和3，选其距离最小值者，因1小于2小于3，所以位置I-I是符合最小条件的理想平面，获得的平面 度误差值是唯一的，即最大距离为最小的只有一个，这样规定就不会因评定基准的位置不统一而带来测量误差。
按最小条件评定，排除了评定基准带来的误差，更如实地反映了被测平板的平面度误差，所评定的误差值为最小，有利于最大限度地保证平板平面度的合格性。评定结果的唯一性，避免了发生争执，所以说小最条件是评定平板平面度误差的基本原则。

平面度误差的评定方法有：三远点法、对角线法、最小二乘法和最小区域法等四种。
1、三远点法：是以通过实际被测表面上相距最远的三点所组成的平面作为评定基准面,以平行于此基准面,且具有最小距离的两包容平面间的距离作为平面度误差值。
2、对角线法：是以通过实际被测表面上的一条对角线,且平行于另一条对角线所作的评定基准面,以平行于此基准面且具有最小距离的两包容平面间的距离作为平面度误差值。
3、最小二乘法：是以实际被测表面的最小二乘平面作为评定基准面,以平行于最小二乘平面,且具有最小距离的两包容平面间的距离作为平面度误差值.最小二乘平面是使实际被测表面上各点与该平面的距离的平方和为最小的平面.此法计算较为复杂,一般均需计算机处理。
4、最小区域法：是以包容实际被测表面的最小包容区域的宽度作为平面度误差值,是符合平面度误差定义的评定方法

平面度测量的常用几种方法

在传统的检测方法中，平面度的测量通常有：塞规/塞尺测量法、液平面法、激光平面干涉仪测量法（平晶干涉法）、水平仪/数字水平仪测量法、以及打表测量法。

塞尺测量法  

塞尺主要用于间隙间距的测量，对平面度的测量只能进行粗测。塞尺使用前必须先清除塞尺和工件上的污垢与灰尘。使用时可用一片或数片重叠插入间隙，以稍感拖滞为宜。测量时动作要轻，不允许硬插。也不允许测量温度较高的零件。目前很多工厂仍使用该方法进行检测。由于其精度不高，常规最薄塞尺为10um，检测效率较低，结果不够全面，只能检测零件边缘。

液平面法

液平面法是用液平面作为测量基准面，液平面由 “连通罐”内的液面构成，然后用传感器进行测量。基于连通器工作原理，适合测量连续或不连续的大平面的平面度，但测量时间长，且对温度敏感，仅适用于测量精度较低的平面。

激光平面干涉仪测量法

最典型的用法是平晶干涉法，用光学平晶的工作面体现理想平面，直接以干涉条纹的弯曲程度确定被测表面的平面度误差值，但主要于测量光洁的小平面的测量，如千分头测量面，量规的工作面，光学透镜。激光干涉仪现因其体积小，重量轻、无需外接电源的特点被广泛地应用在光学加工企业，光学检测机构以及其他要进行光学表面检测的场合。

水平仪测量法

水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中,用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。按水平仪的外形不同可分为：框式水平仪和尺式水平仪两种；按水准器的固定方式又可分为：可调式水平仪和不可调式水平仪。

常用的水平仪

广泛用于工件表面的直线度和平面度测量。测量精度高、稳定性好、体积小、携带方便。但是用该方法测量时需要反复挪动仪器位置，记录各测点的数据，费时、费力，调整时间长，数据处理程序繁琐。

打表测量法

打表测量法是将被测零件和测微计放在标准平板上，以标准平板作为测量基准面，用测微计沿实际表面逐点或沿几条直线方向进行测量。打表测量法按评定基准面分为三点法和对角线法：三点法是用被测实际表面上相距最远的三点所决定的理想平面作为评定基准面，实测时先将被测实际表面上相距最远的三点调整到与标准平板等高；对角线法实测时先将实际表面上的四个角点按对角线调整到两两等高。然后用测微计进行测量，测微计在整个实际表面上测得的最大变动量即为该实际表面的平面度误差。

打表法测量同轴示意图

典型应用为平板测微仪及三坐标仪，其中优以三坐标仪为应用最广泛。测量时指示器在待测样品上移动，按选定的布点测取各测量点相对于测量基准的数据，再经过数据处理评定出平面度误差。但其效率较低，通常一个样品需要几分钟，离15ppm的期望相差甚远。