第一篇：表面粗糙度測量儀的工作原理

表面粗糙度測量儀的工作原理

分析及其改進方案

陽旭東

(貴州工業大學機械系，貴州 貴陽550003)摘 要：分析了傳統表面粗糙度測量儀的基本原理，對采用計算機系統的改進方案進行了討論，并指出其發展方向。

關鍵詞：表面粗糙度；表面粗糙度測量儀；計算機 中圖分類號：TH71 文獻標識碼：A

0 引 言

表面質量的特性是零件最重要的特性之一，在計量科學中表面質量的檢測具有重要的地位。最早人們是用標準樣件或樣塊，通過肉眼觀察或用手觸摸，對表面粗糙度做出定性的綜合評定。1929年德國的施馬爾茨(G.Schmalz)首先對表面微觀不平度的深度進行了定量測量。1936年美國的艾卜特(E.J.Abbott)研制成功第一臺車間用的測量表面粗糙度的輪廓儀。1940年英國Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度測量儀“泰呂塞夫(TALYSURF)”。以后，各國又相繼研制出多種測量表面粗糙度的儀器。目前，測量表面粗糙度常用的方法有：比較法、光切法、干涉法、針描法和印模法等，而測量迅速方便、測值精度較高、應用最為廣泛的就是采用針描法原理的表面粗糙度測量儀。本文將詳細討論表面粗糙度測量儀的原理及其改進方案。傳統表面粗糙度測量儀的工作原理

1.1 針描法

針描法又稱觸針法。當觸針直接在工件被測表面上輕輕劃過時，由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸針將在垂直于被測輪廓表面方向上產生上下移動，把這種移通過電子裝置把信號加以放大，然后通過指零表或其它輸出裝置將有關粗糙度的數據或圖形輸出來。1.2 儀器的工作原理

采用針描法原理的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成，見圖1。

圖1 測量系統圖 圖2 電感傳感器工作原理圖

電感傳感器是輪廓儀的主要部件之一，其工作原理見圖2，在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針，觸針尖端曲率半徑r很小，測量時將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅動器以一定的速度拖動傳感器。由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸狀在被測表面滑行時，將產生上下移動。此運動經支點使磁芯同步地上下運動，從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發生變化。

圖3為儀器的工作原理主框圖。傳感器的線圈與測量線路是直接接入平衡電橋的，線圈電感量的變化使電橋失去平衡，于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號，經電子裝置將這一微弱電量的變化放大、相敏檢波后，獲得能表示觸針位移量大小和方向的信號。此后，將信號分成三路：一路加到指零表上，以表示觸針的位置，一路輸至直流功率放大器，放大后推動記錄器進行記錄；另一路經濾波和平均表放大器放大之后，進入積分計算器，進行積分計算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。

圖3 傳統表面粗糙度測量儀工作原理框圖

指零表的作用反映鐵芯在差動電感線圈中所處的位置。當鐵芯處于差動電感線圈的中間位置時，指零表指針指示出零位，即保證處于電感變化的線性范圍之內。所以，在測量之前，必須調整指零表，使其處于零位。噪聲濾波的目的在于剔除一些干擾信號，如電氣元件的噪聲所引起的虛假信號。大量的測試表明，高于400Hz的信號即不是被測表面粗糙度所引的信號，必須從總信號中加以剔除。所以噪聲濾波器是一種低通(低頻能通過)濾波器，它使400Hz以下的低頻信號順利通過，而將400Hz以上的高頻信號迅速衰減，從而達到濾波的目的。波度濾波的目的則是用以濾掉距大于取樣長度的波度，因此它是一個高通(高頻能通過)濾波器，使表面粗糙度所引起的高頻(相對于波度引起的低頻而言)信號能自由通過。

經過噪聲濾波和波度濾波以后，剩下來的就是與被測表面粗糙度成比例的信號，再經平均表放大器后，所輸出的電流I與被測表面輪廓各點偏離中線的高度y的絕對值成正比，然后經積分器完成?0ydx的積計算，得出Ra值，由指零表顯示出來。

這種儀器適用于測定0.02-10μm的Ra值，其中有少數型號的儀器還可測定更小的參數值，儀器配有各種附件，以適應平面、內外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測量。測量迅速方便，測值精度高。

傳統表面粗糙度測量儀的不足

傳統表面粗糙度測量儀存在以下幾個方面的不足：

(1)測量參數較少，一般僅能測出Ra、Rz、Ry等少量參數；

(2)測量精度較低，測量范圍較小，Ra值的范圍一般為0.02-10μm左右；(3)測量方式不靈活，例如：評定長度的選取，濾波器的選擇等；(4)測量結果的輸出不直觀。

造成上述幾個方面不足的主要原因是：系統的可靠性不高，模擬信號的誤差較大且不便于處理等。對傳統表面粗糙度測量儀的改進

3.1 傳統表面粗糙度測量儀的改進方案

為了克服傳統表面粗糙度測量儀的不足，應該采用計算機系統對其進行改進。例如，英國蘭克精密機械有限公司制造的“泰呂塞夫(TALYSURF)”10型和我國哈爾濱量具刃具廠制造的2205型表面粗糙度測量儀就采用了計算機系統，使其性能較之傳統表面粗糙度測量儀有極大的提高。其基本原理如圖4所示，從相敏整流輸出的模擬信號，經過放大及電平轉換之后進入數據采集系統，計算機自動地將其采集的數據進行數字濾波和計算，得到測量結果，測量結果及輪廓圖形在顯示器顯示或打印輸出。

圖4 改進后的表面粗糙度測量儀工作原理框圖

要采用計算機系統對傳統的表面粗糙度測量儀進行改進，就要編制相應的計算機軟件，最好采用比較直觀的菜單形式。可以按如圖5所示的菜單使用流程圖編制軟件：

圖5 菜單使用流程框圖

3.2 改進后的表面粗糙度測量儀的功能及使用效果

由于采用計算機系統，將模擬信號轉換為數字信號進行靈活的處理，顯著地提高了系統的可靠性，所以既大大增加了測量參數的數量，又提高了測量精度。例如：哈爾濱量具刃具廠制造的2205型表面粗糙度測量儀的測量參數多達二十六個，測量范圍為0.001～50μm，可任選1～5倍的取樣長度作為評定長度，測量結果及圖形在顯示器、打印機或繪圖儀上非常直觀地輸出來。它還采用了較為先選的可選擇的數字濾波器，它與模擬濾波器相比其特性更為準確，且不會有元器件參數誤差帶來的影響。

另一方面，若在表面粗糙度測量儀測量實驗的教學過程中引入改進后的表面粗糙度測量儀，就實驗的直觀教學功能而言，也很有意義。改進后的電動輸廓儀，通過計算機軟件與硬件的結合(尤其是軟件)大大加強了實驗過程的直觀性，這體現在以下幾個方面：

(1)整個實驗過程非常直觀地通過軟件的各級菜單進行控制。操作簡單、一目了然。(2)輸入與顯示同步，即在測量進行過程的同時，觸針在被測表面上滑行的軌跡動態地顯示在計算機屏幕上。

(3)測量結果及相關圖形能非常直觀地、準確地輸出在顯示器、打印機或繪圖儀上。很顯然，以上這些直觀的教學效果是其它傳統的表面粗糙度測量實驗方法所不具備的。它在得到正確的測量結果的同時，還充分運用了直觀教學的原理，幫助學生加深對表面粗糙度的概念及其各種參數的直觀理解。結 語

(1)傳統的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成，從輸入到輸出全過程均為模擬信號。而在傳統的表面粗糙度測量儀的基礎上，采用計算機系統對其進行改進后，通過模-數轉換將模擬量轉換為數字量送入計算機進行處理，使得儀器在測量參數的數量、測量精度、測量方式的靈活性、測量結果輸出的直觀性等方面有了極大的提高。

(2)從前面的分析知，整個改進方案并不復雜，因此對于目前仍廣泛使用的傳統的表面粗糙度測量儀的改進具有一定的意義。

(3)隨著電子技術的進步，某些型號的表面粗糙度測量儀還可將表面粗糙度的凹凸不平作三維處理，測量時在相互平行的多個截面上進行，通過模-數變換器，將模擬量轉換為數字量，送入計算機進行數據處理，記錄其三維放大圖形，并求出等高線圖形，從而更加合理的評定被測面的表面粗糙度。

第二篇：表面粗糙度輪廓及其檢測

第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測

思 考 題

5-1 為了研究機械零件的表面結構而采用的表面輪廓是怎樣確定的？實際表面輪廓上包含哪三種幾何誤差？

5-2 表面結構中的粗糙度輪廓的含義是什么？它對零件的使用性能有哪些影響？

5-3 測量表面粗糙度輪廓和評定表面粗糙度輪廓參數時，為什么要規定取樣長度？標準評定長度等于連續的幾個標準取樣長度？ 5-4 為了評定表面粗糙度輪廓參數，首先要確定基準線，試述可以作為基準線的輪廓的最小二乘中線和算術平均中線的含義？ 5-5 試述GB？T3505-2000《產品幾何技術規范 表面結構 輪廓法 表面結構的術語、定義及參數》規定的表面粗糙度輪廓更衣室參數中常用的兩個幅度參數和一個間距參數的名稱、符號和含義？ 5-6 規定表面粗糙度輪廓的技術要求時，必須給出的兩項基本要求是什么？必要時還可給出哪些附加要求？

5-7 試述在表面粗糙度輪廓代號上給定幅度參數Ra或Rz允許值（上限值、下限值或者最大值、最小值）的標注方法？按GB/T10610-1998《產品幾何技術規范 表面結構要 輪廓法評定表面結構的規則和方法》的規定，各種不同允許值的合格條件是什么？ 5-8 試述表面粗糙度輪廓幅度參數Ra和Rz分別用什么量儀測量？試述這些量儀的測量原理和分別屬于哪種測量方法？ 5-9 試述表面粗糙度輪廓幅度參數允許值的選用原則？

5-10 GB/T131-1993《機械制圖 表面粗糙度符號、代號及其注法》規定了哪三種表面粗糙度輪廓符號？

5-11 試述表面粗糙度輪廓代號中幅度參數允許值和其他技術要求的標注位置？

習題

一、判斷題 〔正確的打√，錯誤的打X〕

1.確定表面粗糙度時，通常可在三項高度特性方面的參數中選取。（）

2.評定表面輪廓粗糙度所必需的一段長度稱取樣長度，它可以包含幾個評定長度。（）

3.Rz參數由于測量點不多，因此在反映微觀幾何形狀高度方面的特性不如Ra參數充分。（）

4.Ry參數對某些表面上不允許出現較深的加工痕跡和小零件的表面質量有實用意義。（）

5.選擇表面粗糙度評定參數值應盡量小好。（）

6.零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度參數值相應取得越小。（）

7.零件的表面粗糙度值越小，則零件的尺寸精度應越高。（）8.摩擦表面應比非摩擦表面的表面粗糙度數值小。（）9.要求配合精度高的零件，其表面粗糙度數值應大。（）10.受交變載荷的零件，其表面粗糙度值應小。（）

二、選擇題（將下列題目中所有正確的論述選擇出來）1．表面粗糙度值越小，則零件的＿＿。A．耐磨性好。B．配合精度高。C．抗疲勞強度差． D．傳動靈敏性差。E．加工容易。

2．選擇表面粗糙度評定參數值時，下列論述正確的有＿＿． A．同一零件上工作表面應比非工作表面參數值大。B．摩擦表面應比非摩擦表面的參數值小。C．配合質量要求高，參數值應小。D．尺寸精度要求高，參數值應小。E．受交變載荷的表面，參數值應大。3．下列論述正確的有＿＿。

A．表面粗糙度屬于表面微觀性質的形狀誤差。B．表面粗糙度屬于表面宏觀性質的形狀誤差。C．表面粗糙度屬于表面波紋度誤差。

D．經過磨削加工所得表面比車削加工所得表面的表面粗糙度值大。E．介于表面宏觀形狀誤差與微觀形狀誤差之間的是波紋度誤差。4．表面粗糙度代（符）號在圖樣上應標注在＿＿。A． 可見輪廓線上。B． 尺寸界線上。C． 虛線上。

D．符號尖端從材料外指向被標注表面。E． 符號尖端從材料內指向被標注表面。

三、填空題

1．表面粗糙度是指＿＿。

2．評定長度是指＿＿，它可以包含幾個＿＿。3．測量表面粗糙度時，規定取樣長度的目的在于＿＿。

4．國家標準中規定表面粗糙度的主要評定參數有＿＿、＿＿、＿＿三項。

四．綜合題

1．國家標準規定的表面粗糙度評定參數有哪些？哪些是基本參數？哪些是附加參數？

2評定表面粗糙度時，為什么要規定取樣長度？有了取樣長度，為什么還要規定評定長度？

3．評定表面粗糙度時，為什么要規定輪廓中線？ 4．將表面粗糙度符號標注在圖2-38上，要求

（1）用任何方法加工圓柱面φd3，R a最大允許值為3.2μm。（2）用去除材料的方法獲得孔φd1，要求R a最大允許值為3.2μm。（3）用去除材料的方法獲得表面a，要求Ry最大允許值為3.2μm。

（4）其余用去除材料的方法獲得表面，要求R a允許值均為25μm。5．指出圖2-39中標注中的錯誤，并加以改正。

圖 2-38 圖2-39 6．試解釋圖1-5.1所示六個表面粗糙度輪廓代號中的各項技術要求？

7．試將下列的表面粗糙度輪廓技術要求標注在圖1-5.2所示的機械加工的零件的圖樣上。

①φD1孔的表面粗糙度輪廓參數Ra的上限值為3.2μm； ②φD2孔的表面粗糙度輪廓參數Ra的上限值為6.3μm，最小值為3.2μm；

③零件右端面采用銑削加工，表面粗糙度輪廓參數Rz的上限值為12.5μm，下限值為6.3μm，加工紋理呈近似放射形； ④φd1和φd2圓柱面粗糙度輪廓參數Rz的上限值為25μm； ⑤其余表面的表面粗糙度輪廓參靈敏Ra的上限值為12.5μm。8．試將下列的表面粗糙度輪廓技術要求標注在圖1-5.3所示的機械加工的零件的圖樣上。

①兩上φd1圓柱面的表面粗糙度輪廓參數Ra的上限值為1.6μm，下限值為0.8μm；

②φd2軸肩的表面粗糙度輪廓參靈敏Rz的最大值為20μm； ③φd2圓柱面的表面粗糙度輪廓參數Ra的最大值為3.2μm，最小值為1.6μm；

④寬度為b的鍵槽兩側面的表面粗糙度輪廓參靈敏Ra的上限值為3.2μm；

⑤其余表面的表面粗糙度輪廓參靈敏Ra的最大值為12.5μm。

9．在一般情況下，φ60H7孔與φ20H7相比較，φ40H6/f5與φ40H6/s5中的兩個孔相比較，哪個孔應選用較小的表面粗糙度輪廓幅度參數值？ 10．在一般情況下，圓柱度公差分別為0.01mm和0.02mm的兩個φ45H7孔相比較，哪個孔應選用較小的表面粗糙度輪廓幅度參數值？

第三篇：影響機械加工表面粗糙度的幾個因素及措施[定稿]

職教類

影響機械加工表面粗糙度的幾個因素及措施

摘要：表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，它是評價零件的一項重要指標。一般說來，它的波距和波高都比較小，是一種微觀的幾何形狀誤差。對機械加工表面，表面粗糙度是由切削時的刀痕，刀具和加工表面之間的摩擦，切削時的塑性變形，以及工藝系統中的高頻振動等原因所造成的。表面粗糙度是檢驗零件質量的主要依據，它的選擇直接關系到生產成本、產品的質量、使用壽命。

關鍵詞：機械加工

表面粗糙度

提高措施

隨著工業技術的飛速發展，機器的使用要求越來越高，一些重要零件在高壓力、高速、高溫等高要求條件下工作，表面層的任何缺陷，不僅直接影響零件的工作性能，而且還可能引起應力集中、應力腐蝕等現象，將進一步加速零件的失效，這一切都與加工表面質量有很大關系。因而表面質量問題越來越受到各方面的重視。

一、機械加工表面粗糙度對零件使用性能的影響

表面粗糙度對零件的配合精度，疲勞強度、抗腐蝕性，摩擦磨損等使用性能都有很大的影響。

1、表面質量對零件配合精度的影響

（1）對間隙配合的影響

由于零件表面的凹凸不平，兩接觸表面總有一些凸峰相接觸。表面粗糙度

過大，則零件相對運動過程中，接觸表面會很快磨損，從而使間隙增大，引起配合性質改變，影響配合的穩定性。特別是在零件尺寸和公差小的情況下，此影響更為明顯。

(2)對過盈配合的影響

粗糙表面在裝配壓入過程中，會將相接觸的峰頂擠平，減少實際有效過盈量，降低了配合的連接強度。

2、表面質量對疲勞強度的影響

零件表面越粗糙，則表面上的凹痕就越深明，產生的應力集中現象就越嚴重。當零件受到交變載荷的作用時，疲勞強度會降低，零件疲勞損壞的可能性增大。

3、表面質量對零件抗腐蝕性的影響

零件表面越粗糙，則積聚在零件表面的腐蝕氣體或液體也越多，且通過表面的微觀凹谷向零件表層滲透，形成表面銹蝕。

4、表面質量對零件摩擦磨損的影響

兩接觸表面作相對運動時，表面越粗糙，摩擦系數越大，摩擦阻力越大，因摩擦消耗的能量也越大，并且還影響零件相對運動的靈活性。此外，表面越粗糙，兩配合表面的實際有效接觸面積越小，單位面積壓力越大，更易磨損。

此外，表面粗糙度還影響零件的接觸剛度、密封性能、產品的美觀和表面涂層的質量等。因此，提高產品的質量和壽命應選取合理的表面粗糙度。

二、影響表面粗糙度的因素及措施

1、切削加工影響表面粗糙度的因素

在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀是刀具幾何形狀的復映。減小

進給量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留面積的高度。此外，適當增大刀具的前角以減小切削時的塑性變形程度。合理選擇潤滑液和提高刀具刃磨質量以減小切削時的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成，也是減小表面粗糙度值的有效措施。

2、工件材料的性質

加工塑性材料時，由于刀具對金屬的擠壓產生了塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。加工脆性材料時，其切屑呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點，使表面粗糙度值加大。

3、切削用量

（1）進給量?影響

采用較小的進給量?，加工表面殘留面積高度較小，對減小粗糙度Ra值有利。

（2）切削速度υ的影響

切削塑性材料，當切削速度υ小于5 m／min或大于100 m／min時，不易產生積屑瘤，對減小粗糙度Ra值有利。當切削速度υ在20--25 m／min，且切削溫度約為300oC時，切屑與刀具前刀面摩擦系數最大，此時積屑瘤高度最大，使粗糙度Ra值增加。

（3）切削深度αp影響

切削深度αp比進給量?和切削速度υ對粗糙度Ra值的影響要小。當αp減小時，切削力減小，不易產生振動，對減小粗糙度Ra值有利。

4、磨削加工影響表面粗糙度的因素

像切削加工時表面粗糙度的形成過程一樣，磨削加工表面粗糙度的形成也

是由幾何因素和表面金屬的塑性變形來決定的。影響磨削表面粗糙的主要因素有：(1)砂輪的粒度；(2)砂輪的硬度；(3)砂輪的修整；(4)磨削速度；(5)磨削徑向進給量與光磨次數；(6)工件圓周進給速度與軸向進給量；(7)冷卻潤滑液。

三、提高表面粗糙度的措施

1、減小切削加工表面粗糙度的措施

(1)刀具方面：在工藝系統剛度足夠時，采用較大的刀尖圓弧半徑re，較小副偏角k＇r，使用長度比進給量稍大一些的k＇r=0的修光刃；采用較大的前角r。加工塑性的材料，提高刀具的刃磨質量，減小刀具前、后刀面的粗糙度數值，使其不大于Ra1.25μm；選用與工件親和力小的刀具材料；對刀具進行氧、氮化處理；限制副刀刃上的磨損量；選用細顆粒的硬質合金做刀具等。

(2)工件方面：應有適宜的金相組織(低碳鋼、低合金鋼中應有鐵素體加低碳馬氏體、索氏體或片狀珠光體，高碳鋼、高合金鋼中應有粒狀珠光體)；加工中碳鋼及中碳合金鋼時若采用較高切削速度，應為粒狀珠光體；若采用較低切削速度，應為片狀珠光體組織。合金元素中碳化物的分布要細勻；易切鋼中應含有硫鉛等元素；對工件進行調質處理，提高硬度，降低塑性；減小鑄鐵中石墨的顆粒尺寸等。

(3)切削條件方面：以較高的切削速度切削塑性材料；減小進給量；采用高效切削液；提高機床的運動精度，增強工藝系統剛度；采用超聲波振動切削加工等。

2、減小磨削加工表面粗糙度參數值的措施

(1)砂輪特性方面：采用細粒度砂輪；提高磨粒切削刃的等高性；根據工件材料、磨料等選擇適宜的砂輪硬度；選擇與工件材料親和力小的磨料；采用適宜的彈性結合劑的砂輪，采用直徑較大的砂輪；增大砂輪的寬度等。

(2)砂輪修整方面：金剛石的耐磨性、刃口形狀、安裝角度應滿足一定要求；選擇適當的修整用量。

(3)磨削條件方面：提高砂輪速度或降低工作速度，使V砂/V工的比值增大；采用較小的縱向進給量、磨削深度，最后進行無進給光磨。正確選用切削液的種類、濃度比、壓力、流量和清潔度等；提高砂輪的平衡精度；提高主軸的回轉精度、工作臺運動的平衡性及整個工藝系統的剛度。

四、結 論

由于機械加工表面對機器零件的使用性能如耐磨性、接觸剛度、疲勞強度、配合性質、抗腐蝕性能及精度的穩定性等有很大的影響，因此對機器零件的重要表面應提出一定的表面粗糙度要求。由于影響表面粗糙度的因素是多方面的，因此應該綜合考慮各方面的因素，對表面粗糙度根據需要提出比較經濟適用的要求。

第四篇：表面工作不會永遠

表面工作不會永遠

——第三次內務檢查有感

拉練過后，踏著疲憊但快樂的步伐回來。途徑宣傳欄，無意間發現第三次內務評比出來了。

腦子在一陣空白之后跳出四個字：內務評比，閃著大大的問號。

大家一片茫然，這個成績更使我們哀傷，倒數第三。

腦中浮現出早晨匆忙下樓時留下的場景，凌亂的床褥，凌亂的桌子，凌亂的地板。。。我無法想象檢查的教官走到我們寢室時的表情，那個分數的來歷。

記得，昨晚，我們還在寢室里胸有成竹的說，每天肯定不會來檢查內務了，我們不必整理了，現在回想起來真可笑，以為一切皆在我們掌控之中，卻忘記了今天是規定檢查的日子。昨日在大家共同努力下獲得的第二名還歷歷在目，而今天卻成了倒數。一路上我思索著這些問題竟覺得很諷刺。

是什么使我們從昨日的亞軍寶座跌到了最后的位子？

我知道了，我知道。

昨日因為指導員的反復提醒，所以我們記得整理內務。而今天呢，今天的內務檢查只在提過一次，因為大家的滿不在乎，所以沒人記得。知道要檢查內務，大家把東西都塞進柜子里，花許多時間整理書桌，將被子疊得跟豆腐塊一樣。

記得二排長經常說，整齊的內務是美好一天的開始。我相信最初安排內務這項活動的原意是讓我們養成良好的內務習慣，讓我們變得有紀律，讓我們學習軍人的生活，讓我們更好適應集體生活，讓我們在軍訓時學到一生獲益的東西。而我們呢？在檢查內務前才開始整理，完全是為了整理而整理，將這件事變得那么形式化，失去了最初的意圖。我們在應付別人，爭取所謂的成績，到最后，我們欺騙的還是自己，這種表面化的作風不會長久，就像這次內務檢查，赤裸裸的揭露了我們的懶散的本質。正所謂紙包不住火，假象掩蓋不了事實。我們可以欺騙別人一時，但我們不能欺騙別人一世。唯有做真實的人，做真實的事，才能打動別人，感動自己。

未來，我們擁有很多機會，一味的表面工作只會嚇跑每一次機會，我們要做一個真實的人，盡管我們會時常在角落處：我們要做一個真實的人，盡管我們不太容易被記住。但請相信，日久見人心，一個真實的人，總會是最后微笑的那一個，表面工作不會長久。六連二排三班黃穎

第五篇：雷達工作 原理

雷達的原理

雷達(radar)原是“無線電探測與定位”的英文縮寫。雷達的基本任務是探測感興趣的目標，測定有關目標的距離、方問、速度等狀態參數。雷達主要由天線、發射機、接收機（包括信號處理機）和顯示器等部分組成。

雷達發射機產生足夠的電磁能量，經過收發轉換開關傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內的目標后，將沿著各個方向產生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取。天線獲取的能量經過收發轉換開關送到接收機，形成雷達的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號，經過信號處理機處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標的距離、方向、速度等。

為了測定目標的距離，雷達準確測量從電磁波發射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發射機到目標，再由目標返回雷達接收機的傳播時間。根據電磁波的傳播速度，可以確定目標的距離為：S=CT/2

其中S：目標距離

T：電磁波從雷達到目標的往返傳播時間

C：光速

雷達測定目標的方向是利用天線的方向性來實現的。通過機械和電氣上的組合作用，雷達把天線的小事指向雷達要探測的方向，一旦發現目標，雷達讀出些時天線小事的指向角，就是目標的方向角。兩坐標雷達只能測定目標的方位角，三坐標雷達可以測定方位角和俯仰角。

測定目標的運動速度是雷達的一個重要功能，—雷達測速利用了物理學中的多普勒原理．當目標和雷達之間存在著相對位置運動時，目標回波的頻率就會發生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標的相對徑向速度，通常，具有測速能力的雷達，例如脈沖多普勒雷達，要比一般雷達復雜得多。

雷達的戰術指標主要包括作用距離、威力范圍、測距分辨力與精度、測角分辨力與精度、測速分辨力與精度、系統機動性等。

其中，作用距離是指雷達剛好能夠可靠發現目標的距離。它取決于雷達的發射功率與天線口徑的乘積，并與目標本身反射雷達電磁波的能力（雷達散射截面積的大小）等因素有關。威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區域。

雷達的技術指標與參數很多，而且與雷達的體制有關，這里僅僅討論那些與電子對抗關系密切的主要參數。

根據波形來區分，雷達主要分為脈沖雷達和連續波雷達兩大類。當前常用的雷達大多數是脈沖雷達。常規脈沖雷達周期性地發射高頻脈沖。相關的參數為脈沖重復周期（脈沖重復頻率）、脈沖寬度以及載波頻率。載波頻率是在一個脈沖內信號的高頻振蕩頻率，也稱為雷達的工作頻率。

雷達天線對電磁能量在方向上的聚集能力用波束寬度來描述，波束越窄，天線的方向性越好。但是在設計和制造過程中，雷達天線不可能把所有能量全部集中在理想的波束之內，在其它方向上在在著泄漏能量的問題。能量集中在主波束中，我們常常形象地把主波束稱為主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。為了覆蓋寬廣的空間，需要通過天線的機械轉動或電子控制，使雷達波束在探測區域內掃描。

概括起來，雷達的技術參數主要包括工作頻率（波長）、脈沖重復頻率、脈沖寬度、發射功率、天線波束寬度、天線波束掃描方式、接收機靈敏度等。技術參數是根據雷達的戰術性能與指標要求來選擇和設計的，因此它們的數值在某種程度上反映了雷達具有的功能。例如，為提高遠距離發現目標能力，預警雷達采用比較低的工作頻率和脈沖重復頻率，而機載雷達則為減小體積、重量等目的，使用比較高的工作頻率和脈沖重復頻率。這說明，如果知道了雷達的技術參數，就可在一定程度上識別出雷達的種類。

雷達的用途廣泛，種類繁多，分類的方法也非常復雜。通常可以按照雷達的用途分類，如預警雷達、搜索警戒雷達、無線電測高雷達、氣象雷達、航管雷達、引導雷達、炮瞄雷達、雷達引信、戰場監視雷達、機載截擊雷達、導航雷達以及防撞和敵我識別雷達等。除了按用途分，還可以從工作體制對雷達進行區分。這里就對一些新體制的雷達進行簡單的介紹。（軍事觀察·warii.net）

雙/多基地雷達

普通雷達的發射機和接收機安裝在同一地點，而雙/多基地雷達是將發射機和接收機分別安裝在相距很遠的兩個或多個地點上，地點可以設在地面、空中平臺或空間平臺上。由于隱身飛行器外形的設計主要是不讓入射的雷達波直接反射回雷達，這對于單基地雷達很有效。但入射的雷達波會朝各個方向反射，總有部分反射波會被雙/多基地雷達中的一個接收機接收到。美國國防部從七十年代就開始研制、試驗雙/多基地雷達，較著名的“圣殿”計劃就是專門為研究雙基地雷達而制定的，已完成了接收機和發射機都安裝在地面上、發射機安裝在飛機上而接收機安裝在地面上、發射機和接收機都安裝在空中平臺上的試驗。俄羅斯防空部隊已應用雙基地雷達探測具有一定隱身能力的飛機。英國已于70年代末80年代初開始研制雙基地雷達，主要用于預警系統。

相控陣雷達

我們知道，蜻蜓的每只眼睛由許許多多個小眼組成，每個小眼都能成完整的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。與此類似，相控陣雷達的天線陣面也由許多個輻射單元和接收單元（稱為陣元）組成，單元數目和雷達的功能有關，可以從幾百個到幾萬個。這些單元有規則地排列在平面上，構成陣列天線。利用電磁波相干原理，通過計算機控制饋往各輻射單元電流的相位，就可以改變波束的方向進行掃描，故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號送入主機，完成雷達對目標的搜索、跟蹤和測量。每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件。不同的振子通過移相器可以被饋入不同的相位的電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束。天線的單元數目越多，則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達的工作基礎是相位可控的陣列天線，“相控陣”由此得名。

相控陣雷達的優點

（1）波束指向靈活，能實現無慣性快速掃描，數據率高；（2）一個雷達可同時形成多個獨立波束，分別實現搜索、識別、跟蹤、制導、無源探測等多種功能；（3）目標容量大，可在空域內同時監視、跟蹤數百個目標；（4）對復雜目標環境的適應能力強；（5）抗干擾性能好。全固態相控陣雷達的可靠性高，即使少量組件失效仍能正常工作。但相控陣雷達設備復雜、造價昂貴，且波束掃描范圍有限，最大掃描角為90°～120°。當需要進行全方位監視時，需配置3～4個天線陣面。

相控陣雷達與機械掃描雷達相比，掃描更靈活、性能更可靠、抗干擾能力更強，能快速適應戰場條件的變化。多功能相控陣雷達已廣泛用于地面遠程預警系統、機載和艦載防空系統、機載和艦載系統、炮位測量、靶場測量等。美國“愛國者”防空系統的AN／MPQ-53雷達、艦載“宙斯盾”指揮控制系統中的雷達、B-1B轟炸機上的APQ-164雷達、俄羅斯C-300防空武器系統的多功能雷達等都是典型的相控陣雷達。隨著微電子技術的發展，固體有源相控陣雷達得到了廣泛應用，是新一代的戰術防空、監視、火控雷達。

寬帶／超寬帶雷達

工作頻帶很寬的雷達稱為寬帶／超寬帶雷達。隱身兵器通常對付工作在某一波段的雷達是有效的，而面對覆蓋波段很寬的雷達就無能為力了，它很可能被超寬帶雷達波中的某一頻率的電磁波探測到。另一方面，超寬帶雷達發射的脈沖極窄，具有相當高的距離分辨率，可探測到小目標。目前美國正在研制、試驗超寬帶雷達，已完成動目標顯示技術的研究，將要進行雷達波形的試驗。

合成孔徑雷達

合成孔徑雷達通常安裝在移動的空中或空間平臺上，利用雷達與目標間的相對運動，將雷達在每個不同位置上接收到的目標回波信號進行相干處理，就相當于在空中安裝了一個“大個”的雷達，這樣小孔徑天線就能獲得大孔徑天線的探測效果，具有很高的目標方位分辨率，再加上應用脈沖壓縮技術又能獲得很高的距離分辨率，因而能探測到隱身目標。合成孔徑雷達在軍事上和民用領域都有廣泛應用，如戰場偵察、火控、制導、導航、資源勘測、地圖測繪、海洋監視、環境遙感等。美國的聯合監視與目標攻擊雷達系統飛機新安裝了一部AN／APY3型X波段多功能合成孔徑雷達，英、德、意聯合研制的“旋風”攻擊機正在試飛合成孔徑雷達。

毫米波雷達

工作在毫米波段的雷達稱為毫米波雷達。它具有天線波束窄、分辯率高、頻帶寬、抗干擾能力強等特點，同時它工作在目前隱身技術所能對抗的波段之外，因此它能探測隱身目標。毫米波雷達還具有能力，特別適用于防空、地面作戰和靈巧武器，已獲得了各國的調試重視。例如，美國的“愛國者”防空導彈已安裝了毫米波雷達導引頭，目前正在研制更先進的毫米波導引頭；俄羅斯已擁有連續波輸出功率為10千瓦的毫米波雷達；英、法等國家的一些防空系統也都將采用毫米波雷達。

激光雷達

工作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達。它由激光發射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器通常是針對微波雷達的，因此激光雷達很容易“看穿”隱身目標所玩的“把戲”；再加上激光雷達波束窄、定向性好、測量精度高、分辨率高，因而它能有效地探測隱身目標。激光雷達在軍事上主要用于靶場測量、空間目標交會測量、目標精密跟蹤和瞄準、目標成像識別、導航、精確制導、綜合火控、直升機防撞、化學戰劑監測、局部風場測量、水下目標探測等。美國國防部正在開發用于目標探測和識別的激光雷達技術，已進行了前視／下視激光雷達的試驗，主要探測偽裝樹叢中的目標。法國和德國正在積極進行使用激光雷達探測和識別直升機的聯合研究工作。參考資料：