平面度

平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。平面度属于形位误差中的形状误差。

平面度测量

基本概念

平面度测量是指被测实际表面对其理想平面的变动量。

平面度

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。

测量方法

平面度误差测量的常用方法有如下几种：

1、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。主要用于测量小平面，如量规的工作面和千分尺测头测量面的平面度误差。

平面度测量

平面是由直线组成的，因此直线度测量中直尺法、光学准直法、光学自准直法、重力法等也适用于测量平面度误差。测量平面度时，先测出若干截面的直线度，再把各测点的量值按平面度公差带定义(见形位公差)利用图解法或计算法进行数据处理即可得出平面度误差。也有利用光波干涉法和平板涂色法测量平面误差的。

光波干涉法常利用平晶进行，图为测量所得的不同干涉条纹。图中a的干涉条纹是直的，而且间距相等，只在周边上稍有弯曲。这说明被检验表面是平的，但与光学平晶不平行，而且在圆周部分有微小的偏差。图中b的干涉条纹弯曲而且间隔不相等，表明被检验表面是球形的，平晶有微小倾斜。条纹弯曲度约为条纹间距的1.5倍，表示平面度误差为1.5×0.3μm=0.45μm。图中c的干涉条纹呈圆形，同样表明被检验表面是球形表面。将条纹数目乘以所用光束波长的一半，即得所求的平面误差为1.5×0.3μm=0.45μm。图中d的干涉条纹成椭圆形排列，说明被检验表面是桶形的。可以把干涉图案作为被检验表面的等高线，因此可以画出该表面的形状。这种方法仅适宜测量高光洁表面，测量面积也较小，但测量精确度很高。

2、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。

3、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。此法主要用于测量大平面的平面度误差。

4、光束平面法：光束平面法是采用准值望远镜和瞄准靶镜进行测量，选择实际表面上相距最远的三个点形成的光束平面作为平面度误差的测量基准面。

平面度测量现场

5、激光平面度测量仪：激光平面度测量仪用于测量大型平面的平面度误差。

6、利用数据采集仪连接百分表测量平面度误差的方法。

测量仪器：偏摆仪、百分表、数据采集仪。

测量原理：数据采集仪可从百分表中实时读取数据，并进行平面度误差的计算与分析，平面度误差计算工式已嵌入我们的数据采集仪软件中，完全不需要人工去计算繁琐的数据，可以大大提高测量的准确率。

区别

面轮廓度和平面度是有质的区别。如果是曲面就不会有求平面度，应该是面轮廓度。就平面而言，面轮廓度和平面度也是有质的区别：平面度不带基准，面轮廓度会会带基准，如果不带基准的面轮廓度，是表示自身变化在一个中心线的下负公差里偏移。平面度就是一个面上报有点在理论高度上的最大值和最小值点的总和。

面轮廓度描述曲面尺寸准确度的主要指标为轮廓度误差，它是指被测实际轮廓相对于理想轮廓的变动情况。面轮廓度是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标，它是对曲面的形状精度要求。是实际被测要素（轮廓面线要素）对理想轮廓面的允许变动。描述曲面尺寸准确度的主要指标为轮廓度误差，它是指被测实际轮廓相对于理想轮廓的变动情况。

平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。

评定方法

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。

数据处理

由上述平面度误差的测量方法和评定方法阐述可知，测量方法和评定方法不同，数据处理的方法也不相同。选定某一测量方法和评定方法，可能直接得到实际表面的平面度误差值，如采用打表法进行测量，再用对角线法评定其平面度误差，则可不必进行数据处理，可直接得到测量结果；采用水平仪进行测量，则不论采用何种评定方法，均需进行数据处理；而对于任何一种测量方法，如果按最小区域法来评定其平面度误差，都必须进行数据处理才能得到平面度误差值。

另外，还应注意到，测量基准面和评定基准面一般是不重合的（或说不平行的）。尤其是符合最小条件的评定基准面的位置是按实际表面的形状确定的，不可能在测量之前预先确定。且测量所得到的原始数据中的最大值与最小值并不一定是实际表面上的最高点和最低点，故在数据处理之前，一般应根据所测数据对实际表面的形状特征进行大致分析，初步判断实际表面是凸形、凹形、鞍形或其它复杂形态，以免过多重复计算花费时间，必要时还可画出其数据空间分布示意图，进而确定其评定基准面。

数据处理方法有：解析法、坐标变换法和投影作图法等。其中坐标变换法对数据处理带有一般性。