中华人民共和国国家标准
GB/T33523.604—2022/ISO25178-604:2013
产品几何技术规范（GPS)
表面结构 区域法
第604部分：非接触（相干扫描干涉）式
仪器的标称特性
Geometrical product specifications (GPS)-Surface texture: Areal- Part 6o4 .Nominal characteristics of non-contact (coherence scanning
interferometry)instruments
(ISO25178-604:2013.IDT)
2023-04-01实施
2022-12-30发布 目 次
前言引言
范围规范性引用文件术语和定义
1
2
3
3.1与区域表面结构测量方法相关的术语和定义 3.2与X，Y轴扫描系统相关的术语和定义 3.3与光学系统有关的术语和定义 3.4与工件光学特性有关的术语和定义 3.5相干扫描干涉测量显微的专用术语和定义影响量的描述·
-
4
12
4.1总则 4.2 影响量附录A（资料性）相干扫描干涉（CSI)显微镜的概述和组件附录B（资料性）相干扫描干涉工作原理· 附录C（资料性）空间分辨力附录D（资料性） 表面形貌测量重复性评估过程示例附录E（资料性）与GPS矩阵模型的关系参考文献
12
12 14 17
24 28 29 30 前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T33523《产品几何技术规范（GPS） 表面结构 区域法》的第604部分。GB/T33523 已经发布了以下部分：
第1部分：表面结构的表示法：第2部分：术语、定义及表面结构参数：第3部分：规范操作集；第6部分：表面结构测量方法的分类：第70部分：实物测量标准；第71部分：软件测量标准； -第72部分：XML文件格式x3P；一第601部分：接触C触针）式仪器的标称特性：第602部分：非接触（共聚焦色差探针）式仪器的标称特性：第603部分：非接触（相移干涉显微）式仪器的标称特性；第604部分：非接触（相干扫描干涉）式仪器的标称特性；第605部分：非接触（点自动对焦探针）式仪器的标称特性：第606部分：非接触（变焦）式仪器的标称特性； -第701部分：接触（触针）式仪器的校准与测量标准
-
本文件等同采用ISO25178-604：2013《产品几何技术规范（GPS）表面结构区域法第604部分：非接触（相干扫描干涉）式仪器的标称特性》。
本文件增加了“规范性引用文件”一章。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国产品几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC240）提出并归口。 本文件起草单位：清华大学、天津大学、厦门市计量检定测试院、江苏锐精光电研究院有限公司、中
机生产力促进中心有限公司、中国计量大学、北京时代之峰科技有限公司、枣庄有规信息科技有限公司、 中机研标准技术研究院（北京）有限公司。
本文件主要起草人：尉昊赞、郭彤、郑伟峰陈刚、孔明、郝建国、张宗政、朱悦。 引言
随着国家产品质量提升计划的实施，对产品设计、制造、测量和检验过程中使用的统一规范或原则的需求越来越迫切。原有产品几何技术规范中表面结构的表示方法及相关标准已不能满足产品制造过程中的表面质量控制要求。
GB/T33523《产品几何技术规范（GPS）表面结构区域法》基于新一代GPS产品几何规范体系，通过数字化测量技术，软件分析技术及计量评定等手段，构建一套全新的三维表面结构测量与分析的推荐性国家标准。GB/T33523在提出表面结构表示法、表面结构参数及规范操作集的基础上，分析了表面结构测量的方法，给出了使用的测量技术及仪器的标称特性。特别是，GB/T33523在涵盖接触式测量仪器的同时，重点引人了在高精度测量应用中具有重要价值但缺乏标准支撑的多种非接触式测量仪器。GB/T33523还规范了实物测量和软件测量标准，给出了软件文件标准和表面结构测量的计量特性。GB/T33523实现了从二维轮廓测量到三维表面结构测量的跨越，为GPS产品几何规范体系提供了计量测试支撑。
GB/T33523拟由14个部分构成。
第1部分：表面结构的表示法。目的在于规定产品技术文件（例如图纸、规范、合同和报告）中利用图形符号表示区域表面结构的规则。 一第2部分：术语、定义及表面结构参数。目的在于规定用区域法评定表面结构的术语，定义和
一
参数。 一第3部分：规范操作集。目的在于规定适用于区域法评定表面结构（尺度限定表面）的完整规
范操作集。 第6部分：表面结构测量方法的分类。目的在于规定主要用于表面结构测量方法的分类体系，定义三类方法，描述三类方法之间的关系，并对具体方法做简要说明。 第70部分：实物测量标准。目的在于规定用于定期验证和调整区域法表面结构测量仪器的实物测量标准的特性。 第71部分：软件测量标准。目的在于规定用于测量仪器软件校验的S1型和S2型软件测量标准（标准具）的术语定义。 第72部分：XML文件格式x3P。目的在于规定规定用于存储和交换形貌及轮廓数据的XML 文件格式x3p。 一第601部分：接触（触针）式仪器的标称特性。目的在于规定表面结构区域法接触（触针）式仪器的标称特性。 第602部分：非接触（共聚焦色差探针）式仪器的标称特性。目的在于规定使用基于白光轴向色散特性的共聚焦色差探针测量表面结构的非接触式仪器的设计与计量特性。 第603部分：非接触（相移干涉显微）式仪器的标称特性。目的在于规定相移干涉法（PSI）轮廓和区域表面结构测量显微镜的计量特性。 第604部分：非接触（相干扫描干涉）式仪器的标称特性。目的在于规定用于表面高度三维映射的相干扫描干涉（CSI）测量系统的计量特性。 第605部分：非接触（点自动对焦探针）式仪器的标称特性。目的在于规定使用点自动对焦探针测量表面结构的非接触式仪器的计量特性。 一第606部分：非接触（变焦）式仪器的标称特性。目的在于规定使用变焦（FV）传感器测量表面结构的非接触式仪器的设计与计量特性。 第701部分：接触（触针）式仪器的校准与测量标准。目的在于规定区域法表面结构接触（触 产品几何技术规范（GPS）
表面结构区域法
第604部分：非接触（相干扫描于涉）式
仪器的标称特性
1范围
本文件规定了用于表面高度三维映射的相干扫描干涉（CSI）测量系统的计量特性。
规范性引用文件
2
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1与区域表面结构测量方法相关的术语和定义 3.1.1
区域基准arealreference 仪器的一个组成部分，它确定一个基准表面用于表面形貌测量。
3.1.2
仪器坐标系coordinate system of the instrument （）坐标轴的右手定则笛卡儿直角坐标系，其中：
（，3）是由仪器的区域基准构建的平面（注：有的光学仪器没有实际的区域导向基准）；对光学仪器而言，Z轴沿光轴方向且垂直于（工，y）平面；对触针类仪器而言，Z轴位于触针轨迹平面内且垂直于（）平面（见图1）。
注1：通常对水平面内扫描的仪器而言，X轴是扫描轴，Y轴是步进轴。 注2：亦可见“规范坐标系"[GB/T33523.2—2017，3.1.2］和“测量坐标系"［GB/T33523.6—2017，3.1.1]。 标引序号说明：
仪器坐标系：一测量回路。
1
2-
图1仪器的坐标系和测量回路
3.1.3
测量回路 f measurement loop 一个封闭链，包括连接被测工件和探头的全部单元，例如：定位工具、紧固夹具、测量底座、驱动单
元、探测系统等。
注：测量回路可能受外部和内部干扰而影响测量不确定度。 见图1。
3.1.4
工件的实际表面 real surface of a workpiece 实际存在并将整个工件与周围介质分开的要素集。 注1：实际表面是表面的一种数学表达，其独立于测量过程。 注2：亦可参见“机械表面”［GB/T33523.2—2017，3.1.1.1]或“电磁表面"［GB/T33523.2—2017.3.1.1.2]。 注3：不同类型的光学仪器可采用不同的电磁表面。
3.1.5
表面探头surfaceprobe 在测量过程中将表面高度转换为信号的器件。 注：在早期标准中，这被称为“传感器”。
3.1.6
空间测量范围 measuring volume 由仪器三个坐标的测量极限范围限定的仪器测量范围。 注：对区域法表面结构测量仪器而言，空间测量范围由X向和Y向驱动单元的运动范围和Z向探测系统的测量范
围确定。 ［来源.GB/T33523.601-—2017,3.4.1] 3.1.7
响应曲线responsecurve FFF. 描述实际量与测得量关系的函数。 注1：一个X(Y或Z）方向的实际量对应于一个测得量工M（yM或zm）。 注2：响应曲线可用于调整和误差修正。 ［来源：GB/T33523.601—2017,3.4.2]
3.1.8
放大倍数amplification coefficient aaysa 从响应曲线（3.1.7)得到的线性回归曲线的斜率。 注1：X、Y、Z方向的量都会有适用的放大倍数。 注2：理想的响应是一条斜率等于1的直线，表示测得量等于实际量。 注3：亦可参见“测量系统灵敏度"［ISO/IECGuide99：2007，4.12]。 ［来源：GB/T33523.601-—2017，3.4.3.有修改
3.1.9
仪器噪声 instrument noise N: 当仪器处于一个理想的无噪声环境中时，叠加在输出信号上的内部噪声。 注1：内部噪声可源于电噪声，如放大器：或光学噪声，如杂散光。 注2：这种噪声通常有较高的频率，限制了仪器测量表面结构中短空间波长的能力。 注3：ISO25178-3规定的S滤波器可抑制这种噪声。 注4：对于某些仪器，因为其仅在运动时获取数据，所以无法评估其仪器噪声。
3.1.10
测量噪声 measurement noise NM 仪器正常使用过程中附加于输出信号的噪声。 注1：3.1.9中的注2和注3也适用于该条目。 注2：测量噪声包含仪器噪声（3.1.9）
3.1.11
表面形貌重复性 surface topography repeatability 在相同测量条件下连续测量同一表面形貌的重复性。 注1：表面形貌重复性可衡量多次测量之间的一致性程度。通常用标准偏差表示。 注2：有关重复性和其相关概念的讨论，亦可参见ISO/IECGuide99:2007.2.15和2.21。 注3：表面形貌重复性评估是确定测量噪声的常用方法。
3.1.12
X方向采样间距 sampling interval in X D 沿X坐标轴两个相邻测量点之间的距离。 注：在许多显微系统中，采样间距由相机中感光单元（也称为像素）之间的距离决定。在这类系统中，也采用像素间
距或像素间隔来表述采样间距。另一个术语，“像素宽度”，表示单个像素感光区域在一个方向CX或Y）的长