ISO 25178-600:2019

Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 600: Metrological characteristics for areal topography measuring methods

This document specifies the metrological characteristics of areal instruments for measuring surface topography. Because surface profiles can be extracted from surface topography images, most of the terms defined in this document can also be applied to profiling measurements.

Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 600: Caractéristiques métrologiques pour les méthodes de mesure par topographie surfacique

Le présent document spécifie les caractéristiques métrologiques des instruments de mesure des surfaces par topologie surfacique. Comme les profils de surface peuvent être extraits des images par topographie de surface, la plupart des termes définis dans le présent document peuvent également être appliqués aux mesures de profilage.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 28-Feb-2019
• ICS: 17.040.20 - Properties of surfaces
• Technical Committee: ISO/TC 213 - Dimensional and geometrical product specifications and verification
• Drafting Committee: ISO/TC 213/WG 16 - Areal and profile surface texture

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 25178-600
First edition
2019-02
Geometrical product specifications
(GPS) — Surface texture: Areal —
Part 600:
Metrological characteristics for areal
topography measuring methods
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface:
Surfacique —
Partie 600: Caractéristiques métrologiques pour les méthodes de
mesure par topographie surfacique
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
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CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 All areal topography measuring methods . 1
3.2 x- and y-scanning systems . 10
3.3 Optical systems .11
3.4 Optical properties of the workpiece .14
4 Standard metrological characteristics for surface texture measurement .15
Annex A (informative) Maximum measurable local slope vs. A .16
N
Annex B (informative) Relation to the GPS matrix model .19
Bibliography .20
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
A list of all parts in the ISO 25178 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved

Introduction
This document is a geometrical product specification standard and is to be regarded as a general GPS
standard (see ISO 14638). It influences the chain link F of the chains of standards on areal surface
texture and profile surface texture.
The ISO/GPS matrix model given in ISO 14638 gives an overview of the ISO/GPS system of which this
document is a part. The fundamental rules of ISO/GPS given in ISO 8015 apply to this document and
the default decision rules given in ISO 14253-1 apply to the specifications made in accordance with this
document, unless otherwise indicated.
For more detailed information of the relation of this document to other standards and the GPS matrix
model, see Annex B.
This document describes the metrological characteristics of areal topography methods designed for
the measurement of surface topography maps. Several standards (ISO 25178-601, ISO 25178-602,
ISO 25178-603, ISO 25178-604, ISO 25178-605 and ISO 25178-606) have already been developed
to define terms and metrological characteristics for individual methods. Although we have striven
for consistency throughout the series, some slight differences can appear between them. Therefore
Technical Committee ISO/TC 213 decided in 2012 to concentrate all common aspects into one standard
– this document – and to describe in ISO 25178-601 to ISO 25178-606 only the terms relevant to each
individual method. For the existing standards of ISO 25178-601 to ISO 25178-606 it will be necessary
to adapt this decision within the next revision. Until then it will be possible to have different definitions
for a single term. Further, if any differences between the current ISO 25178-601 to ISO 25178-606 are
discovered that give rise to conflict, then parties involved in the conflict should agree how to handle the
differences.
NOTE Portions of this document describe patented systems and methods. This information is provided
only to assist users in understanding basic principles of areal surface topography measuring instruments. This
document is not intended to establish priority for any intellectual property, nor does it imply a license to any
proprietary technologies described herein.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 25178-600:2019(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface
texture: Areal —
Part 600:
Metrological characteristics for areal topography
measuring methods
1 Scope
This document specifies the metrological characteristics of areal instruments for measuring surface
topography. Because surface profiles can be extracted from surface topography images, most of the
terms defined in this document can also be applied to profiling measurements.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1 All areal topography measuring methods
3.1.1
areal reference
component of the instrument that generates a reference surface with respect to which the surface
topography is measured
3.1.2
coordinate system of the instrument
right handed orthogonal system of axes (x,y,z) consisting of:
— the z-axis oriented nominally parallel to the z-scan axis (for optical systems with z-scan), the
optical axis (for non-scanning optical systems) or the stylus trajectory (for stylus or scanning probe
instruments);
— an (x,y) plane perpendicular to the z-axis.
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: Normally, the x-axis is the tracing axis and the y-axis is the stepping axis. (Valid for instruments
that scan in the horizontal plane.)
Note 3 to entry: See also specification coordinate system [ISO 25178-2:2012, 3.1.2] and measurement coordinate
system [ISO 25178-6:2010, 3.1.1].
Note 4 to entry: Certain types of optical instruments do not possess a physical areal guide.
Note 5 to entry: The z-axis is sometimes referred to as the vertical axis, and the x- and y-axes are sometimes
referred to as the horizontal axes.
3.1.3
z-scan axis
instrument axis used to scan in the z-direction to measure the surface
topography
Note 1 to entry: The z-scan axis is nominally but not necessarily parallel to the z-axis of the coordinate system of
the instrument.
3.1.4
measurement area
area that is measured by a surface topography instrument
Note 1 to entry: For point optical sensors and stylus methods, the measurement area is typically the scan area of
the lateral translation stage(s). For topography microscopes the measurement area can be a single field of view
as determined by the objective or a larger area realized by stitching or only part of a field of view as specified by
the operator.
Note 2 to entry: For related concepts, evaluation area and definition area, see ISO 25178-2:2012, 3.1.9 and 3.1.10.
Key
1 coordinate system of the instrument
2 measurement loop
3 z-scan axis
Figure 1 — Coordinate system and measurement loop of the instrument
2 © ISO 2019 – All rights reserved

3.1.5
measurement loop
closed chain which comprises all components connecting the workpiece and the probe, for example the
means of positioning, the work holding fixture, the measuring stand, the drive unit and the probing system
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: The measurement loop will be subjected to external and internal disturbances that influence the
measurement uncertainty.
3.1.6
real surface
set of features which physically exist and separate the entire workpiece from the
surrounding medium
Note 1 to entry: The real surface is a mathematical representation of the surface that is independent of the
measurement process.
Note 2 to entry: See also mechanical surface [ISO 25178-2:2012, 3.1.1.1 or ISO 14406:2010, 3.1.1] and
electromagnetic surface [ISO 25178-2:2012, 3.1.1.2 or ISO 14406:2010, 3.1.2].
Note 3 to entry: The electro-magnetic surface determined with different optical methods can be different.
Examples of optical methods are found in ISO 25178-602 to ISO 25178-607.
[SOURCE: ISO 17450-1:2011, 3.1, modified — Notes to entry added.]
3.1.7
surface probe
device that converts the surface height into a signal during measurement
Note 1 to entry: In earlier standards this was termed transducer.
3.1.8
measuring volume
range of the instrument stated in terms of the limits on all three coordinates measurable by the
instrument
Note 1 to entry: For areal surface texture measuring instruments, the measuring volume is defined by:
— the measuring range of the x- and y- drive units;
— the measuring range of the z-probing system.
3.1.9
response function
F , F , F
x y z
function that describes the relation between the actual quantity and the measured quantity
Note 1 to entry: The response curve is the graphical representation of the response function. See Figure 2.
Note 2 to entry: An actual quantity in x (respectively y or z) corresponds to a measured quantity x (respectively
M
y or z ).
M M
Note 3 to entry: The response function can be used for adjustments and error corrections.
3.1.10
amplification coefficient
α , α , α
x y z
slope of the linear regression line obtained from the response function
Note 1 to entry: See Figure 2.
Note 2 to entry: There will be amplification coefficients applicable to the x, y and z quantities.
Note 3 to entry: The ideal response is a straight line with a slope equal to 1, which means that the values of the
measurand are equal to the values of the input quantities.
[10]
Note 4 to entry: See also sensitivity of a measuring system (VIM, 4.12 ).
Note 5 to entry: This quantity is also termed scaling factor.
3.1.11
linearity deviation
l , l , l
x y z
maximum local difference between the line from which the amplification coefficient is derived and the
response function
Note 1 to entry: For example, see element 4 in Figure 2.
Key
a actual input quantities
b measured quantities
0 coordinate origin
1 ideal response curve
2 actual response curve of the instrument
3 line from which th
...

NORME ISO
INTERNATIONALE25178-600
Première édition
2019-02
Spécification géométrique des
produits (GPS) — État de surface:
Surfacique —
Partie 600:
Caractéristiques métrologiques
pour les méthodes de mesure par
topographie surfacique
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal —
Part 600: Metrological characteristics for areal topography
measuring methods
Numéro de référence
©
ISO 2019
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .1
3.1 Toutes les méthodes de mesure par topographie surfacique . 1
3.2 Systèmes de balayage x et y .11
3.3 Systèmes optiques .12
3.4 Propriétés optiques de la pièce .14
4 Caractéristiques métrologiques standard pour la mesure de l'état de surface .15
Annexe A (informative) Pente locale mesurable maximale en fonction de A .17
N
Annexe B (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS.20
Bibliographie .21
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/patents).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l'Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir www .iso
.org/iso/foreword .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
Une liste de toutes les parties de la série de normes ISO 25178 peut être consultée sur le site de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

Introduction
Le présent document est une norme traitant de la spécification géométrique des produits et doit être
considérée comme une norme GPS générale (voir l'ISO 14638). Elle influence le maillon F de la chaîne de
normes concernant l'état de surface surfacique et l'état de surface du profil.
Le modèle de matrice ISO/GPS de l'ISO 14638 donne une vue d'ensemble du système ISO/GPS, dont le
présent document fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO/GPS donnés dans l'ISO 8015
s'appliquent au présent document et les règles de décision par défaut données dans l'ISO 14253-1
s'appliquent aux spécifications faites conformément au présent document, sauf indication contraire.
Pour de plus amples informations sur la relation du présent document avec les autres normes et le
modèle de matrice GPS, voir l'Annexe B.
Le présent document décrit les caractéristiques métrologiques des méthodes par topographie surfacique
conçues pour réaliser des mesurages sur des cartes topographiques de surfaces. Plusieurs normes
(ISO 25178-601, ISO 25178-602, ISO 25178-603, ISO 25178-604, ISO 25178-605, et ISO 25178-606) ont
déjà été développées pour définir des termes et des caractéristiques métrologiques pour des méthodes
individuelles. Bien que tous les efforts nécessaires aient été déployés pour assurer une certaine
cohérence entre les séries, de légères différences peuvent apparaître entre elles. C'est pour cela que
le comité ISO/TC 213 a décidé en 2012 de regrouper tous les aspects communs dans une norme, le
présent document, et de ne décrire dans l'ISO 25178-601 à ISO 25178-606 que les termes se rapportant
à chaque méthode individuelle. Pour les normes existantes de la série ISO 25178-601 à ISO 25178-606,
il sera nécessaire d'adapter cette décision dans la prochaine révision. En attendant, il est possible qu'il y
ait des références différentes pour un seul terme. En outre, si l'on constate qu'il existe, entre les normes
ISO 25178-601 à ISO 25178-606 actuelles, des différences donnant lieu à un litige, il convient que les
parties concernées s'entendent sur la manière de traiter ces différences.
NOTE Certaines parties du présent document peuvent décrire des systèmes et des méthodes brevetés.
Cette information est donnée uniquement pour aider les utilisateurs à mieux comprendre les principes de base
des instruments de mesure des surfaces par topographie surfacique. Le présent document n'est ni destiné à
privilégier un quelconque droit de propriété intellectuelle, ni ne concède de licence d'utilisation de techniques
brevetées susceptibles d'y être décrites.
NORME INTERNATIONALE ISO 25178-600:2019(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de
surface: Surfacique —
Partie 600:
Caractéristiques métrologiques pour les méthodes de
mesure par topographie surfacique
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les caractéristiques métrologiques des instruments de mesure des
surfaces par topologie surfacique. Comme les profils de surface peuvent être extraits des images par
topographie de surface, la plupart des termes définis dans le présent document peuvent également être
appliqués aux mesures de profilage.
2 Références normatives
Le présent document ne contient pas de références normatives.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1 Toutes les méthodes de mesure par topographie surfacique
3.1.1
référence surfacique
composant de l'instrument générant la surface de référence par rapport à laquelle la topographie de
surface est mesurée
3.1.2
système de coordonnées de l'instrument
système d'axes (x,y,z) de coordonnées orthogonales de sens direct comprenant :
— l'axe z orienté nominalement parallèle à l'axe de balayage vertical z (pour les systèmes optiques à
balayage vertical z), l'axe optique (pour les systèmes optiques sans balayage) ou la trajectoire du
stylet (pour les instruments à stylet ou à palpeur)
— un plan (x,y) perpendiculaire à l'axe z.
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
Note 2 à l'article: Normalement, l'axe x est l'axe d'avance et l'axe y celui de déplacement. (La présente Note à
l'article est valable pour les instruments à balayage dans le plan horizontal.)
Note 3 à l'article: Voir également système de coordonnées de spécification [ISO 25178-2:2012, 3.1.2] et système de
coordonnées du mesurage [ISO 25178-6:2010, 3.1.1].
Note 4 à l'article: Certain types d'instruments optiques ne possèdent pas de guide surfacique physique.
Note 5 à l'article: L'axe z est parfois appelé axe vertical, et les axes x et y sont parfois appelés axes horizontaux.
3.1.3
axe de balayage z
axe d'instrument utilisé pour balayer dans la direction z pour mesurer la
topographie de surface
Note 1 à l'article: L'axe de balayage z est nominalement mais pas nécessairement parallèle à l'axe z du système de
coordonnées de l'instrument.
3.1.4
aire de mesure
aire mesurée par un instrument de mesure de topographie de surface
Note 1 à l'article: Pour les méthodes utilisant des capteurs optiques de points et des stylets, l'aire de mesure est
en général l'aire de balayage de la ou des étapes de translation latérale. Pour les microscopes de caractérisation
de topographie de surface, l'aire de mesure peut être un champ de vision unique tel que déterminé par l'objectif,
une aire plus étendue réalisée par montage, ou seulement une partie d'un champ de vision telle que spécifiée par
l'opérateur.
Note 2 à l'article: Pour les concepts associés, aire d'évaluation et aire de définition, voir l'ISO 25178-2:2012, 3.1.9
et 3.1.10.
Légende
1 système de coordonnées de l'instrument
2 boucle de mesure
3 axe de balayage z
Figure 1 — Système de coordonnées et boucle de mesure de l'instrument
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés

3.1.5
boucle de mesure
chaine fermée comprenant tous les composants connectant la pièce et le palpeur, par exemple le
matériel de positionnement, le dispositif de serrage de la pièce, la table de mesure, les unités d'avance et
de déplacement transversal, le système de palpage
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
Note 2 à l'article: La boucle de mesure est soumise à des perturbations extérieures et intérieures qui influencent
l'incertitude de mesure.
3.1.6
surface réelle
ensemble des éléments géométriques qui existent physiquement et séparent la totalité de
la pièce de son environnement
Note 1 à l'article: La surface réelle est une représentation mathématique de la surface qui est indépendante du
processus de mesurage.
Note 2 à l'article: Voir aussi surface mécanique [ISO 25178-2:2012, 3.1.1.1 ou ISO 14406:2010, 3.1.1] et surface
électromagnétique [ISO 25178-2:2012, 3.1.1.2 ou ISO 14406:2010, 3.1.2].
Note 3 à l'article: La surface électromagnétique déterminée avec différentes méthodes optiques peut être
différente. Des exemples de méthodes optiques se trouvent dans l'ISO 25178-602 à ISO 25178-607.
[SOURCE: ISO 17450-1:2011, 3.1, modifié — Notes à l'article ajoutées.]
3.1.7
palpeur de surface
dispositif convertissant la hauteur de surface en un signal pendant le mesurage
Note 1 à l'article: Dans les normes antérieures, ce dispositif était appelé transducteur.
3.1.8
volume de mesure
étendue de l'instrument définie par les limites de l'ensemble des trois coordonnées mesurables par
l'instrument
Note 1 à l'article: Pour les instruments mesurant l'état de surface surfacique, le volume de mesure est défini par :
— l'étendue de mesure des unités d'avance x et de déplacement transversal y;
— l'étendue de mesure du système de palpage z.
3.1.9
fonction de réponse
F
...