表面结构参数及其数值
新的表面结构标准体系建立后， 在图样中要求标准的参数从原来单一粗糙度参数扩大到下面三组（共65 个） 参数。
① 轮廓参数， 包括粗糙度参数R、波纹度参数W、原始轮廓参数P。
② 图形参数， 包括粗糙度图形、波纹度图形。
③ 支承率曲线参数。
图形参数与支承率曲线参数尚无可供选用的参数数值， 本章不编入相关内容。同样轮廓参数中的波纹度参 数、原始轮廓参数的表示方法等也没有编入。
评定表面结构的轮廓参数（摘自GB/T 3505-2009）
一般术语及定义
| 序号 | 术 语 | 定义或解释 | 图 示 |
|---|---|---|---|
| 1 | 坐标系 | 确定表示结构参数的坐标体系 注：通常采用一个直角坐标体系，其轴线形成一右旋笛卡儿坐标系，X轴与中线方向一致，Y轴也处于实际表面上，而Z轴则在从材料到周围介质的外延方向上 | |
| 2 | 实际表面 | 物体与周围介质分离的表面 | |
| 3 | 表面轮廓 | 平面与实际表面相交所得的轮廓(见右图) 注：实际上，通常采用一条名义上与实际表面平行和在一个适当方向的法线来选择一个平面 |  |
| 4 | 原始轮廓 | 在应用短波长滤波器λs之后的总轮廓 注：原始轮廓是评定原始轮廓参数的基础 | |
| 5 | 粗糙度轮廓 | 粗糙度轮廓是对原始轮廓采用λc滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓，这是故意修正的轮廓 注： 1.粗糙度轮廓的传输频带是由λc和λs轮廓滤波器来限定的 2.粗糙度轮廓是评定粗糙度轮廓参数的基础 3.λc和λs之间的关系在标准中不作规定 | |
| 6 | 波纹度轮廓 | 波纹度轮廓是对原始轮廓连续应用λf和λc两个滤波器以后形成的轮廓。采用λf滤波器抑制长波成分，而采用λc滤波器抑制短波成分。这是故意修正的轮廓 注： 1.在运用分离波纹度轮廓的λf滤波器以前，应首选通过最小二乘法的最佳拟合从总轮廓中提取标称的形状。对于圆的标称形式，建议将半径也包含在最小二乘的优化计算中，而不是保持固定的标称值。这个分离波纹度轮廓的过程限定了理想的波纹度运算操作 2.波纹度轮廓的传输频带是由λf和λc轮廓滤波器来限定的 3.波纹度轮廓是评定波纹度轮廓参数的基础 | |
| 7 | 中线 | 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 | |
| 8 | 粗糙度轮廓中线 | 用轮廓滤波器λc抑制了长波轮廓成分相对应的中线 | |
| 9 | 波纹度轮廓中线 | 用轮廓滤波器λf抑制了长波轮廓成分相对应的中线 | |
| 10 | 原始轮廓中线 | 用标称形式的线穿过原始轮廓，按最小二乘法拟合所确定的中线 | |
| 11 | 取样长度 | 用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度 注：评定粗糙度和波纹度轮廓的取样长度lr和lw在数值上分别与轮廓滤波器λc和λf的标志波长相等。原始轮廓的取样长度lp则与评定长度相等 | |
| 12 | 评定长度 | 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度 注：评定长度包含一个或和几个取样长度 | |
| 13 | 轮廓滤波器 | 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器，如λs滤波器、λc滤波器和λf滤波器 注：在测量粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中使用的三种滤波器(见右图)，其传输特性相同但截止波长不同 |  |
| 14 | λs滤波器 | 确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器(见右图) | |
| 15 | λc滤波器 | 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器(见右图) | |
| 16 | λf滤波器 | 确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器(见右图) |
几何参数术语及定义
| 序号 | 术 语 | 定义或解释 | 图 示 |
|---|---|---|---|
| 1 | P参数 | 从原始轮廓上计算所得的参数 | |
| 2 | R参数 | 从粗糙度轮廓上计算所得的参数 | |
| 3 | W参数 | 从波纹度轮廓上计算所得的参数 | |
| 4 | 轮廓峰 | 连接(轮廓和X轴)两相邻交点向外(从材料到周围介质)的轮廓部分 | |
| 5 | 轮廓谷 | 连接两相邻交点向内(从周围介质到材料)的轮廓部分 | |
| 6 | 高度和间距辨别力 | 应计入的被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高度和最小间距 注：轮廓峰和轮廓谷的最小高度通常用Pz、Rz、Wz取任一振幅参数的百分率来表示，最小间距则以取样长度的百分率给出 | |
| 7 | 轮廓单元 | 轮廓峰和轮廓谷的组合(见右图) 注：在取样长度始端或末端的评定轮廓的向外部分和向内部分视为一个轮廓峰或一个轮廓谷。当在若干个连续的取样长度上确定若干个轮廓单元时，在每一个取样长度的始端或末端评定的峰和谷仅在每个取样长度的始端计入一次 |  |
| 8 | 纵坐标值Z(x) | 被评定轮廓在任一位置上距X轴的高度 注：若纵坐标位于X轴下方，该高度被视为负值，反之则为正值 | |
| 9 |  | 评定轮廓在某一位置Xi的斜度(见右图) 注： 1.局部斜率和这些参数PΔq、RΔq、WΔq的数值主要视纵坐标间距ΔX而定 2.计算局部斜率的公式之一  式中，Zi为第i个轮廓点的高度，ΔX为相邻两轮廓点之间距 |  |
| 10 | 轮廓峰高Zp | 轮廓最高点距X轴的距离(见右图) |  |
| 11 | 轮廓谷深Zν | X轴与轮廓谷最低点之间的距离(见右图) | |
| 12 | 轮廓单元的高度Zt | 轮廓单元的峰高和谷深之和(见右图) | |
| 13 | 轮廓单元的宽度Xs | X轴与轮廓单元相交线段的长度(见右图) | |
| 14 | 在水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml(c) | 在给定水平位置c，用一条平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和(见右图) |  |
表面轮廓参数术语及定义
| 序号 | 术 语 | 定义或解释 | 图 示 |
|---|---|---|---|
| 1 | 幅度参数(峰和谷) | 以峰和谷值定义的最大轮廓峰高、最大轮廓谷深、轮廓的最大高度、轮廓单元的平均线高度及轮廓的总高度等参数 | |
| 2 | 最大轮廓峰高Pp、Rp、Wp | 在一个取样长度内，最大的轮廓峰高Zp(见右图) |  |
| 3 | 最大轮廓谷深Pν、Rν、Wν | 在一个取样长度内，最大的轮廓谷深Zν(见右图) |  |
| 4 | 轮廓的最大高度Pz、Rz、Wz | 在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度(见右图) 注：此处的Rz为2000年标准中规定的Rz，与GB/T 3505—1983中的Rz“不平度十点高度”含义不同，需注意区分 |  |
| 5 | 轮廓单元的平均线高度Pc、Rc、Wc | 在一个取样长度内，轮廓单元高度Zt的平均值(见右图) 注：对参数Pc、Rc、Wc需要辨别高度和间距。除非另有要求，省略标注的高度分辨力(能力)应分别按Pz、Rz、Wz的10%选取。省略标注的间距分辨力(能力)应按取样长度的1%选取。上述两个条件都应满足 |  |
| 6 | 轮廓的总高度Pt、Rt、Wt | 在评定长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和 注： 1.由于Pt、Rt、Wt是根据评定长度而不是取样长度上定义的，以下关系对任何轮廓来讲都成立： Pt≥Pz，Rt≥Rz，Wt≥Wz 2.在未规定的情况下，Pz和Pt是相等的，此时建议采用Pt | |
| 7 | 幅度参数(纵坐标平均值) | 以纵坐标平均值定义的评定轮廓的算术平均偏差、评定轮廓的均方根偏差、评定轮廓的偏斜度及评定轮廓的陡度等参数 | |
| 8 | 评定轮廓的算术平均偏差Pa、Ra、Wa | 在一个取样长度内，纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值(见右图) 式中，l＝lp、lr或lw |  |
| 9 | 评定轮廓的均方根偏差Pq、Rq、Wq | 在一个取样长度内，纵坐标值Z(x)的均方根值 式中，l＝lp、lr或lw | |
| 10 | 评定轮廓的偏斜度Psk、Rsk、Wsk | 在一个取样长度内，纵坐标值Z(x)三次方的平均值分别与Pq、Rq和Wq的三次方比值 注： 1.上式定义了Rsk，用类似的方式定义Psk和Wsk 2.Psk、Rsk和Wsk是纵坐标值概率密度函数不对称性的测定 3.这些参数受离散的峰或离散的谷的影响很大 | |
| 11 | 评定轮廓的陡度Pku、Rku、Wku | 在一个取样长度内，纵坐标值Z(x)四次方的平均值分别与Pq、Rq或Wq的四次方的比值 注： 1.上式定义了Rku，用类似方式定义Pku和Wku 2.Pku、Rku和Wku是纵坐标值概率密度函数锐度的测定 | |
| 12 | 间距参数 | 以轮廓单元宽度值定义的参数，如轮廓单元的平均宽度 | |
| 13 | 轮廓单元的平均宽度PSm、RSm、WSm | 在一个取样长度内，轮廓单元宽度Xs的平均值(见右图) 注：对参数PSm、RSm、WSm需要辨别高度和间距。若未另外规定，省略标注的高度分辨力(能力)分别为Pz、Rz、Wz的10%，省略标注的间距分辨力(能力)为取样长度的1%。上述两个条件都应满足 |  |
| 14 | 评定轮廓的均方根斜率PΔq、RΔq、WΔq | 在一个取样长度内，纵坐标斜率 的均方根值 | |
| 15 | 曲线和相关参数 | 依据评定长度而不是在取样长度上定义，以提供稳定的曲线和相关参数，包括轮廓的支承长度率、轮廓的支承长度率曲线、轮廓截面高度差、相对支承比例及轮廓幅度分布曲线等 | |
| 16 | 轮廓的支承长度率Pmr(c)、Rmr(c)、Wmr(c) | 在给定的水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率 | |
| 17 | 轮廓的支承长度率曲线 | 表示轮廓支承率随水平位置而变化的关系曲线(见右图) 注：该曲线为在一个评定长度内的各坐标值Z(x)采样累积的分布概率函数 |  |
| 18 | 轮廓截面高度差Pδc、Rδc、Wδc | 给定支承比率的两个水平截面之间的垂直距离 Rδc＝C(Rmr1)-C(Rmr2) Rmr1＜Rmr2 注：以上公式定义了Rδc，用类似方法可定义Pδc和Wδc | |
| 19 | 相对支承比率Pmr、Rmr、Wmr | 在一个轮廓水平截面Rδc确定的，与起始零位C0相关的支承比率(见右图) Pmr、Rmr、Wmr＝Pmr，Rmr，Wmr(C1) 其中 C1＝C0-Rδc(或Pδc或Wδc) C0＝C(Pmr0，Rmr0，Wmr0) |  |
| 20 | 轮廓幅度分布曲线 | 在评定长度内，纵坐标值Z(x)采样的概率密度函数(见右图) 注：有关轮廓幅度分布曲线的各参数见本表中序号7～11的相应内容 |  |
| 注：GB/T 3505—1983中的Rz和GB/T 3505—2000中的Rz含义不同，因而测量仪器和测量结果会有区别。目前仍按GB/T 1031—1995中规定的数值标注Rz的参数数值。 | |||
基本术语和表面结构参数的新旧标准对照
基本术语的对照
| 基 本 术 语 | GB/T 3505—1983 | GB/T 3505—2000 |
|---|---|---|
| 取样长度 | l | lp、lw、lr |
| 评定长度 | ln | ln |
| 纵坐标值 | y | Z(x) |
| 局部斜率 | — |  |
| 轮廓峰高 | yp | Zp |
| 轮廓谷深 | yv | Zv |
| 轮廓单元的高度 | — | Zt |
| 轮廓单元的宽度 | — | Xs |
| 在水平位置c上轮廓的实体材料长度 | ηp | Ml(c) |
| 注：lp、lw和lr为给定的三种不同的轮廓的取样长度，分别对应于P、W和R参数。 | ||
表面结构参数对照
| 参 数 | GB/T 3505—1983 | GB/T 3505—2000 | 在测量范围内 | |
|---|---|---|---|---|
| 评定长度ln | 取样长度 | |||
| 最大轮廓峰高 | Rp | Rp | √ | |
| 最大轮廓谷深 | Rm | Rv | √ | |
| 轮廓的最大高度 | Ry | Rz | √ | |
| 轮廓单元的平均线高度 | Rc | Rc | √ | |
| 轮廓的总高度 | — | Rt | √ | |
| 评定轮廓的算术平均偏差 | Ra | Ra | √ | |
| 评定轮廓的均方根偏差 | Rq | Rq | √ | |
| 评定轮廓的偏斜度 | Sk | Rsk | √ | |
| 评定轮廓的陡度 | — | Rku | √ | |
| 轮廓单元的平均宽度 | Sm | RSm | √ | |
| 评定轮廓的均方根斜率 | Δq | RΔq | √ | |
| 轮廓的支承长度率 | — | Rmr(c) | √ | |
| 轮廓截面高度差 | — | Rδc | √ | |
| 相对支承比率 | tp | Rmr | √ | |
| 十点高度 | Rz | — | ||
| 注：1.GB/T 3505—2000规定了三个轮廓参数Pa(原始轮廓)、Ra(粗糙度轮廓)、Wa(波纹度轮廓)，表中只列出了粗糙度轮廓参数。 2.表中符号“√”表示在测量范围内采用的标准评定长度和取样长度。 |
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