传统的表面粗糙度测量方法是采用机械探针沿被测表面运动从而获取其表面轮廓。这种方法迅速方便、应用广泛,然而这种方法的测量结果易受探针针头直径和形状的影响,而且容易损坏被测表面,不适用于在线测量。随着工业的发展,对表面粗糙度测量的要求越来越高,很多零件由抽检改成必检,所以发展表面粗糙度在线非接触检测具有重要的意义。激光法因其独特的优势,迅速发展起来。目前发展比较成熟的激光检测方法有:激光聚焦法、激光散射法、激光散斑法和暗区比测量法。
激光聚焦法是以一个聚焦光点入射到被测表面上模拟机械触针进行测量,由于表面粗糙度的存在,光电探测器上的信号会发生变化,通过测量信号的变化量来计算表面粗糙度的数值。目前发展比较成熟的激光聚焦方法是激光探针干涉法散斑法和暗区比测量法。
激光散射法已被广泛应用于表面粗糙度的测量,尤其适合于检测被测表面的缺陷。激光散射法可用于单一加工方法的工件表面粗糙度的测量。
激光散斑法。带有相差并且相干的二次球面子波相遇产生了强度分布为粒状的斑纹,称为散斑。通过包括对光学系统信号分析的激光散斑粗糙度计,可很快测量试件图像散斑的平均对比度。
暗区比测量法。由于光在粗糙表面反射时将产生散射,在光轴上所测得的光强将降低。表面粗糙度愈大,主轴上的光强将愈小,即更多的光将会反射出主轴,于是在焦平面上将会有更多的点处于暗区。当被测的表面为镜面时,全为亮区,即暗区比为零。当被测的表面特别粗糙时,光全部散射,暗区比趋于1。说明随着被测表面粗糙度的增加,暗区比增大。暗区比测量法综合利用了散射法和散斑法的优点，它适宜于单一加工方式的表面粗糙度在线测量。