ISO 21920-2:2021
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Profile — Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Profile — Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters
This document specifies terms, definitions and parameters for the determination of surface texture by profile methods. NOTE 1 The main changes to previous ISO profile documents are described in Annex I. NOTE 2 An overview of profile and areal standards in the GPS matrix model is given in Annex J. NOTE 3 The relation of this document to the GPS matrix model is given in Annex K.
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Partie 2: Termes, définitions et paramètres d’état de surface
Le présent document spécifie les termes, définitions et paramètres applicables à la détermination de l’état de surface au moyen de méthodes de profil. NOTE 1 Les principales modifications apportées aux précédents documents sur les profils ISO sont décrites à l'Annexe I. NOTE 2 Une vue d'ensemble des normes de profil et des normes de surface dans le modèle matriciel GPS est donnée à l'Annexe J. NOTE 3 La relation entre le présent document et le modèle de matrice GPS est donnée à l'Annexe K.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21920-2
First edition
2021-12
Corrected version
2022-06
Geometrical product specifications
(GPS) — Surface texture: Profile —
Part 2:
Terms, definitions and surface texture
parameters
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface:
Méthode du profil —
Partie 2: Termes, définitions et paramètres d’état de surface
Reference number
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© ISO 2021
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Published in Switzerland
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ISO 21920-2:2021(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General terms . 1
3.2 Geometrical parameter terms . 10
3.3 Geometrical feature terms . . 14
4 Field parameters .22
4.1 General .22
4.2 Height parameters. 22
4.2.1 General .22
4.2.2 Arithmetic mean height .22
4.2.3 Root mean square height . 22
4.2.4 Skewness . 22
4.2.5 Kurtosis .22
4.2.6 Total height .23
4.2.7 Maximum height per section . 23
4.3 Spatial parameters . 24
4.3.1 General . 24
4.3.2 Autocorrelation length. 24
4.3.3 Dominant spatial wavelength . 24
4.4 Hybrid parameters . . . 25
4.4.1 General . 25
4.4.2 Root mean square gradient . 25
4.4.3 Arithmetic mean of absolute gradient . 25
4.4.4 Maximum absolute gradient . 25
4.4.5 Developed length . 25
4.4.6 Developed length ratio .26
4.5 Material ratio functions and related parameters . 26
4.5.1 Material ratio functions .26
4.5.2 Material ratio parameters. 31
4.5.3 Parameters for stratified surfaces using the material ratio curve .33
4.5.4 Parameters for stratified surfaces using the material probability curve . 35
4.5.5 Volume parameters .36
5 Feature parameters .38
5.1 Parameters based on peak heights and pit depths .38
5.1.1 General .38
5.1.2 Maximum peak height . 39
5.1.3 Mean peak height . 39
5.1.4 Maximum pit depth . 39
5.1.5 Mean pit depth .40
5.1.6 Maximum height .40
5.2 Parameters based on profile elements .40
5.2.1 General .40
5.2.2 Mean profile element spacing . 42
5.2.3 Maximum profile element spacing . 42
5.2.4 Standard deviation of profile element spacings . 42
5.2.5 Mean profile element height . 42
5.2.6 Maximum profile element height . 42
5.2.7 Standard deviation of profile element heights . 42
5.2.8 Peak count parameter . 43
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ISO 21920-2:2021(E)
5.3 Parameters based on feature characterization. 43
5.3.1 General . 43
5.3.2 Named feature parameters . 43
Annex A (informative) Determination of the first and second derivative .45
Annex B (informative) Determination of the local curvature .48
Annex C (normative) Determination of the material ratio curve .49
Annex D (normative) Determination of profile parameters for stratified surfaces .50
Annex E (normative) Crossing-the-line segmentation to determine profile elements .59
Annex F (normative) Feature characterization .65
Annex G (informative) Summary of profile surface texture parameters and functions .69
Annex H (informative) Specification analysis workflow .72
Annex I (informative) Changes to previous ISO profile documents .74
Annex J (informative) Overview of profile and areal standards in the GPS matrix model .75
Annex K (informative) Relation to the GPS matrix model .76
Bibliography .77
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ISO 21920-2:2021(E)
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, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 290, Dimensional and geometrical product specification and verification, in
accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This first edition of ISO 21920-2 cancels and replaces ISO 4287:1997, ISO 13565-2:1996 and
ISO 13565-3:1998, which have been technically revised.
It also incorporates the Amendment ISO 4287:1997/Amd 1:2009 and the Technical Corrigenda
ISO 4287:1997/Cor 1:1998, ISO 4287:1997/Cor 2:2005 and ISO 13565-2:1996/Cor 1:1998.
The main changes are related to ISO 4287 and are as follows:
— all field parameters are now related to the evaluation length;
— unambiguous evaluation of profile elements;
— definition of new parameters, in particular parameters based on the watershed transformation.
A list of all parts in the ISO 21920 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.
This corrected version of ISO 21920-2:2021 incorporates the following corrections:
— ISO 12085:1996 and ISO 12085:1996/Cor 1:1998 have been removed from the list of documents
which this document replaces as they have been reinstated.
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ISO 21920-2:2021(E)
Introduction
This document is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a general
GPS standard (see ISO 14638). It influences chain link B of the chains of standards on 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 K.
This document develops the terminology, concepts and parameters for profile surface texture.
Throughout this document, parameters are written as abbreviated terms with lower-case suffixes (as
in Rq) when used in a sentence, and are written as symbols with subscripts (as in R ) when used in
q
formulae, to avoid misinterpretations of compound letters as an indication of multiplication between
quantities in formulae. The parameters with lower-case suffixes are used in product documentation,
drawings and data sheets.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21920-2:2021(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface
texture: Profile —
Part 2:
Terms, definitions and surface texture parameters
1 Scope
This document specifies terms, definitions and parameters for the determination of surface texture by
profile methods.
NOTE 1 The main changes to previous ISO profile documents are described in Annex I.
NOTE 2 An overview of profile and areal standards in the GPS matrix model is given in Annex J.
NOTE 3 The relation of this document to the GPS matrix model is given in Annex K.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 16610-1:2015, Geometrical product specifications (GPS) — Filtration — Part 1: Overview and basic
concepts
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16610-1 and the following
apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1 General terms
3.1.1
skin model
non-ideal surface model
model of the physical interface of the workpiece with its environment
[SOURCE: ISO 17450-1:2011, 3.2.2]
3.1.2
surface texture
geometrical irregularities contained in a scale-limited profile
Note 1 to entry: Surface texture does not include geometrical irregularities contributing to the form or shape of
the profile.
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3.1.3
mechanical surface
boundary of the mathematical erosion, by a sphere of radius r , of the locus of the centre of an ideal
tactile sphere, also with radius r , rolled over the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: Figure 1 is an example to show the effect of mechanical filtering and is not related to a real
measured surface.
[SOURCE: ISO 14406:2010, 3.1.1, modified — Notes to entry replaced.]
Key
A skin model
B
ideal tactile sphere of radius r
C envelope curve of the locus of the centre of an ideal tactile sphere B rolled over the skin model
D sphere of radius r
E mechanical surface: boundary of the mathematical erosion, by the sphere D, of the envelope curve C
Figure 1 — Mechanical surface
2
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ISO 21920-2:2021(E)
3.1.4
profile trace
intersection of the skin model by an intersection plane perpendicular to the skin model and in a
specified direction
Note 1 to entry: See Figure 2.
Note 2 to entry: See ISO 21920-3:2021, 4.3.
Key
A skin model
B intersection plane
C profile trace
Figure 2 — Profile trace
3.1.5
mechanical profile
boundary of the mathematical erosion, by a circular disc of radius r, of the locus of the centre of an ideal
tactile sphere, also with radius r, rolled along a trace over the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: Figure 3 is an example to show the effect of mechanical filtering and is not related to a real
measured profile.
Note 2 to entry: The treatment of non-measured points and spurious points is part of the extraction process (see
ISO 17450-1:2011, 8.1.3) and is not considered in this document.
3
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ISO 21920-2:2021(E)
Key
A skin model
B
ideal tactile sphere of radius r
C envelope curve of the planar locus of the centre of an ideal tactile sphere rolled over the skin model
D
circular disc of radius r
E mechanical profile: boundary of the mathematical erosion, by the circular disc D, of the envelope curve C
Figure 3 — Mechanical profile
3.1.6
electromagnetic surface
surface obtained by the electromagnetic interaction with the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: See Figure 4.
Note 2 to entry: The electromagnetic surface is an inherent characteristic of a skin model of a workpiece.
Note 3 to entry: Electromagnetic surfaces depend on the optical measurement principle used for extraction.
[SOURCE: ISO 14406:2010, 3.1.2, modified — Notes to entry replaced.]
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ISO 21920-2:2021(E)
Figure 4 — Electromagnetic surface
3.1.7
electromagnetic profile
profile obtained by the electromagnetic interaction with the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: See Figure 5.
Note 2 to entry: The electromagnetic profile is an inherent characteristic of a skin model of a workpiece.
Note 3 to entry: Electromagnetic profiles depend on the optical measurement principle used for extraction.
Note 4 to entry: In most cases, the profile trace results from the intersection of the skin model by an intersection
plane perpendicular to the skin model (3.1.1) and in a specified direction (see ISO 21920-3).
Note 5 to entry: The treatment of non-measured points and spurious points is part of the extraction process and
is not considered in this document.
Figure 5 — Electromagnetic profile
3.1.8
auxiliary surface
surface obtained by an interaction, other than mechanical or electromagnetic, with the skin model
(3.1.1) of a workpiece
Note 1 to entry: A software measurement standard is an example of an auxiliary surface. Other physical
measurement principles which differ from a mechanical or electromagnetic surface, such as scanning tunnelling
microscopy or atomic force microscopy, can also serve as an auxiliary surface. See Figure 6.
3.1.9
auxiliary profile
profile obtained by an interaction, other than mechanical or electromagnetic, with the skin model (3.1.1)
of a workpiece
Note 1 to entry: A software measurement standard is an example of an auxiliary profile. Other physical
measurement principles which differ from a mechanical or electromagnetic profile, such as scanning tunnelling
microscopy or atomic force microscopy, can also serve as an auxiliary profile. See Figure 6 and Annex H.
3.1.10
specification coordinate system
system of coordinates in which surface texture parameters are specified
Note 1 to entry: If the nominal surface is a plane (or portion of a plane), it is common practice to use a rectangular
coordinate system in which the axes form a right-handed Cartesian set, the x -axis and the y -axis also lying on
the nominal surface, and the z -axis being in an outward direction (from the material to the surrounding
medium). This convention is adopted throughout the rest of this document.
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ISO 21920-2:2021(E)
3.1.11
nesting index
N , N , N
is ic if
number or set of numbers indicating the relative level of nesting for a particular primary mathematical
model
Note 1 to entry: The cut-off wavelength for the Gaussian filter is an example of a nesting index.
Note 2 to entry: Using the different nesting indices, specific lateral scale components of a scale-limited profile are
extracted.
[SOURCE: ISO 16610-1:2015, 3.2.1, modified — definition and notes to entry revised.]
3.1.12
primary surface profile
surface profile trace obtained when a surface profile trace is represented as a specified primary
mathematical model with specified nesting index N
is
Note 1 to entry: In the ISO 21920 series, a profile S-filter is used to derive the primary surface profile from a
profile trace (e.g. mechanical profile). See Figure 6 and Annex H.
Note 2 to entry: For some applications, the profile S-filter is not used. In such cases, for example for multi-scale
analysis, the nesting index is equal to “zero”.
Note 3 to entry: In most situations, the primary surface profile can be derived with sufficient accuracy from
either the mechanical surface (the default choice), the electromagnetic surface or the auxiliary surface, using an
intersection plane perpendicular to the chosen type of surface and in a specified direction. See Figure 6.
NOTE The evaluation chain for the default case is indicated by the grey fill colour.
a
See 3.1.13.1 for profile S-filter.
b
See ISO 25178-2:2021, 3.1.6.1, for S-filter.
c
See ISO 25178-2:2021, 3.1.5, for primary surface.
Figure 6 — Definition of the primary surface and primary surface profile
3.1.13
profile filter
filtration operator applied to a profile
6
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ISO 21920-2:2021(E)
3.1.13.1
profile S-filter
profile filter which removes small lateral scale components from a profile
Note 1 to entry: See Figure 7.
3.1.13.2
profile L-filter
profile filter which removes large lateral scale components from a profile
Note 1 to entry: Some profile L-filters are sensitive to form and require the profile F-operation first as a prefilter
before being applied.
Note 2 to entry: See Figure 7.
3.1.13.3
profile F-operation
operation which removes form from a profile
Note 1 to entry: See Figure 7.
Key
A small lateral scale (e.g. short wavelengths)
B large lateral scale (e.g. long wavelengths)
C scale axis
D amplitude axis
E lateral scale component extracted by the profile S-filter
F lateral scale component extracted by the profile F-operation
G lateral scale component extracted by the profile L-filter
H profile S-filter nesting index N
is
I profile F-operation nesting index N
if
J profile L-filter nesting index N
ic
Figure 7 — Relationships between the S-filter, L-filter and F-operation
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ISO 21920-2:2021(E)
3.1.14
scale-limited profile
profile structure scale components between specified nesting indices
EXAMPLE A profile is scale-limited after applying a profile filter with a specified nesting index.
3.1.14.1
primary profile
P-profile
scale-limited profile at any position x derived from the primary surface profile by removing the form
using a profile F-operation with nesting index N
if
Note 1 to entry: In most cases, the primary profile can be derived with sufficient accuracy from the S-F surface
using an intersection plane perpendicular to the S-F surface and in a specified direction. See Figure 8.
Note 2 to entry: The primary profile is the basis for evaluation of the P-parameters (3.2.5). See Figures 9 and 10.
Note 3 to entry: The profile F-operation can be performed as a multi-stage operation, for example a combination
of a total least square fit and a profile L-filter.
Note 4 to entry: See Annex H for additional information.
NOTE The evaluation chain for the default case is indicated by the grey fill colour.
a
See ISO 25178-2:2021, 3.1.6.3, for F-operation.
b
See ISO 25178-2:2021, 3.1.7, for S-F surface.
Figure 8 — Primary profile derived from the primary surface profile (default) or S-F surface
3.1.14.2
waviness profile
W-profile
scale-limited profile at any position x derived from the primary profile by removing small-scale lateral
components by a specific type of profile S-filter with a nesting index N
ic
Note 1 to entry: The waviness profile is the basis for evaluation of the W-parameters (3.2.6). See Figures 9 and 10.
Note 2 to entry: The choice of filter settings for W-parameters is highly dependent on the functional requirements.
This is why no default tables for W-parameters are found in ISO 21920-3.
Note 3 to entry: See Annex H for additional information.
8
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ISO 21920-2:2021(E)
3.1.14.3
roughness profile
R-profile
scale-limited profile at any position x derived from the primary profile by removing large-scale lateral
components by a specific type of profile L-filter with a nesting index N
ic
Note 1 to entry: The roughness profile is the basis f
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21920-2
Première édition
2021-12
Version corrigée
2022-06
Spécification géométrique des
produits (GPS) — État de surface:
Méthode du profil —
Partie 2:
Termes, définitions et paramètres
d’état de surface
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture:
Profile —
Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters
Numéro de référence
ISO 21920-2:2021(F)
© ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21920-2:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021
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.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO 21920-2:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .1
3.1 Termes généraux . 1
3.2 Termes relatifs aux paramètres géométriques . 10
3.3 Termes relatifs aux éléments géométriques . 14
4 Paramètres de champ . .22
4.1 Généralités .22
4.2 Paramètres de hauteur . 22
4.2.1 Généralités .22
4.2.2 Hauteur moyenne arithmétique . 22
4.2.3 Hauteur quadratique . 23
4.2.4 Asymétrie . 23
4.2.5 Aplatissement . . .23
4.2.6 Hauteur totale . 23
4.2.7 Hauteur maximale par section . 23
4.3 Paramètres d’espacement . 24
4.3.1 Généralités . 24
4.3.2 Longueur d’autocorrélation . 24
4.3.3 Longueur d’onde spatiale dominante . 25
4.4 Paramètres hybrides .25
4.4.1 Généralités . 25
4.4.2 Gradient quadratique moyen . 25
4.4.3 Gradient absolu moyen arithmétique . 25
4.4.4 Gradient absolu maximal . 25
4.4.5 Longueur développée .26
4.4.6 Taux de longueur développée . 26
4.5 Fonctions de taux de portance et paramètres associés . 26
4.5.1 Fonctions de taux de portance . 26
4.5.2 Paramètres de taux de portance . 31
4.5.3 Paramètres pour les surfaces stratifiées utilisant la courbe de taux de
portance . 33
4.5.4 Paramètres pour les surfaces stratifiées utilisant la courbe de probabilité
de longueur portante . 35
4.5.5 Paramètres de volume.36
5 Paramètres des motifs .38
5.1 Paramètres basés sur les hauteurs de colline et les profondeurs de creux .38
5.1.1 Généralités .38
5.1.2 Hauteur de pic maximale .39
5.1.3 Hauteur de pic moyenne . 39
5.1.4 Profondeur de creux maximale .39
5.1.5 Profondeur de creux moyenne .40
5.1.6 Hauteur maximale .40
5.2 Paramètres basé sur les éléments de profil .40
5.2.1 Généralités .40
5.2.2 Espacement moyen de l’élément de profil . 42
5.2.3 Espacement maximal de l’élément de profil. 42
5.2.4 Écart-type des espacements de l’élément de profil . 42
5.2.5 Hauteur moyenne de l’élément de profil . 43
5.2.6 Hauteur maximale de l’élément de profil . 43
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ISO 21920-2:2021(F)
5.2.7 Écart-type des hauteurs de l’élément de profil . 43
5.2.8 Paramètre du nombre de pics . 43
5.3 Paramètres basés sur la caractérisation d’élément . 43
5.3.1 Généralités . 43
5.3.2 Paramètres d’élément désigné .44
Annexe A (informative) Détermination de la dérivée première et de la dérivée seconde .46
Annexe B (informative) Détermination de la courbure locale .49
Annexe C (normative) Détermination de la courbe de taux de portance .50
Annexe D (normative) Détermination des paramètres de profil pour des surfaces stratifiées .52
Annexe E (normative) Segmentation par croisement de lignes pour déterminer les
éléments de profil .60
Annexe F (normative) Caracterisation de l’élément .66
Annexe G (informative) Résumé des paramètres et des fonctions d’état de surface de profil .70
Annexe H (informative) Flux d’analyse de la spécification .73
Annexe I (informative) Modifications par rapport aux anciennes normes ISO de profil .75
Annexe J (informative) Vue d’ensemble des normes de profil et de surface dans le modèle
de matrice GPS . .76
Annexe K (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS .77
Bibliographie .79
iv
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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 attirée 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/brevets).
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 nature volontaire des normes, 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/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 290,
Spécification dimensionnelle et géométrique des produits, et vérification correspondante, du Comité
européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Cette première édition de l’ISO 21920-2 annule et remplace l’ISO 4287:1997, l’ISO 13565-2:1996 et l’
ISO 13565-3:1998, qui ont fait l’objet d’une révision technique.
Elle incorpore également l'Amendement ISO 4287:1997/Amd 1:2009 et les Rectificatifs techniques
ISO 4287:1997/Cor 1:1998, ISO 4287:1997/Cor 2:2005 et ISO 13565-2:1996/Cor 1:1998.
Les principales modifications sont les suivantes:
— tous les paramètres de champ sont liés à la longueur d’évaluation;
— évaluation sans ambiguïté des éléments du profil;
— définition de nouveaux paramètres et notamment de paramètres basés sur la transformation de la
ligne de partage des eaux.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 21920 se trouve sur le site web 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/fr/members.html.
La présente version corrigée de l’ISO 21920-2:2021 inclut les corrections suivantes :
v
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 21920-2:2021(F)
— ISO 12085:1996 et ISO 12085:1996/Cor 1:1998 ont été retirées de la liste des documents que le
présent document remplace car elles ont été rétablies.
vi
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 21920-2:2021(F)
Introduction
Le présent document est une norme de spécification géométrique des produits (GPS) qui doit être
considérée comme une norme GPS générale (voir l’ISO 14638). Elle influence le maillon B des chaînes de
normes concernant 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 règles fondamentales du système ISO/GPS fournies dans
l’ISO 8015 s’appliquent au présent document et les règles de décision par défaut indiquées dans
l’ISO 14253-1 s’appliquent aux spécifications élaborées conformément au présent document, sauf
indication contraire.
Pour de plus amples informations sur les relations de la présente partie de l’ISO 21920 avec les autres
normes et la matrice GPS, voir l’Annexe K.
Le présent document développe la terminologie, les concepts et les paramètres applicables à l’état de
surface de profil.
Dans le présent document, les paramètres sont écrits sous forme d'abréviations avec des suffixes en
minuscules (comme dans Rq) lorsqu'ils sont utilisés dans une phrase et sont écrits sous forme de
symboles avec des indices (comme dans R ) lorsqu'ils sont utilisés dans des formules, afin d'éviter les
q
interprétations erronées des lettres composées comme une indication de multiplication entre les
quantités dans les formules. Les paramètres en minuscules sont utilisés dans la documentation du
produit, les dessins et les fiches techniques.
vii
© ISO 2021 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 21920-2:2021(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de
surface: Méthode du profil —
Partie 2:
Termes, définitions et paramètres d’état de surface
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les termes, définitions et paramètres applicables à la détermination de
l’état de surface au moyen de méthodes de profil.
NOTE 1 Les principales modifications apportées aux précédents documents sur les profils ISO sont décrites à
l'Annexe I.
NOTE 2 Une vue d'ensemble des normes de profil et des normes de surface dans le modèle matriciel GPS est
donnée à l'Annexe J.
NOTE 3 La relation entre le présent document et le modèle de matrice GPS est donnée à l'Annexe K.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 16610-1:2015, Spécification géométrique des produits (GPS) — Filtrage — Partie 1: Vue d'ensemble et
concepts de base
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de ISO 16610-1 ainsi que les 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 https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1 Termes généraux
3.1.1
modèle de surface non idéale
skin model
< d’une pièce> modèle de l’interface physique de la pièce avec son environnement
[SOURCE: ISO 17450-1:2011, 3.2.2]
1
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ISO 21920-2:2021(F)
3.1.2
état de surface
irrégularités géométriques contenues dans un profil à échelle limitée
Note 1 à l'article: Un état de surface n’inclut pas des irrégularités géométriques contribuant à la forme du profil.
3.1.3
surface mécanique
limite de l’érosion mathématique par une sphère de rayon r , de l’emplacement du centre d’une sphère
tactile idéale, également de rayon r , ayant roulé sur le skin model d’une pièce
Note 1 à l'article: La Figure 1 est un exemple permettant de montrer l’effet d’un filtrage mécanique et n’est pas
liée à une surface mesurée réelle.
[SOURCE: ISO 14406:2010, 3.1.1, modifiée — Notes à à l’article remplacées.]
Légende
A skin model
B
sphère tactile idéale de rayon r
C courbe enveloppe de l’emplacement du centre d’une sphère tactile idéale B ayant roulé sur le skin model
D
sphère de rayon r
E surface mécanique: limite de l’érosion mathématique, par la sphère D, de la courbe enveloppe C
Figure 1 — Surface mécanique
2
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ISO 21920-2:2021(F)
3.1.4
trace de profil
intersection du skin model par un plan d'intersection perpendiculaire au skin model et dans une
direction spécifiée
Note 1 à l'article: voir Figure 2.
Note 2 à l'article: voir ISO 21920-3:2021, 4.3.
Légende
A skin model
B plan d’intersection
C trace de profil
Figure 2 — Trace de profil
3.1.5
profil mécanique
limite de l’érosion mathématique, par un disque circulaire de rayon r , de l’emplacement du centre d’une
sphère tactile idéale, également de rayon r , ayant roulé le long d’une trace sur le skin model d’une pièce
Note 1 à l'article: La Figure 3 est seulement un exemple permettant de montrer l’effet d’un filtrage mécanique et
n’est pas liée à un profil mesuré réel.
Note 2 à l'article: Le traitement des points non mesurés et parasites fait partie du processus d’extraction (voir
ISO 17450-1:2011, 8.1.3) et n’est pas pris en considération dans le présent document.
3
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ISO 21920-2:2021(F)
Légende
A skin model
B
sphère tactile idéale de rayon r
C courbe enveloppe de l’emplacement plan du centre d’une sphère tactile idéale ayant roulé sur le skin model
D
disque circulaire de rayon r
E profil mécanique: limite de l’érosion mathématique, par le disque circulaire D, de la courbe enveloppe C
Figure 3 — Profil mécanique
3.1.6
surface électromagnétique
surface obtenue par l’interaction électromagnétique avec le skin model d’une pièce
Note 1 à l'article: Voir Figure 4.
Note 2 à l'article: La surface électromagnétique est une caractéristique inhérente d’un skin model d’une pièce.
Note 3 à l'article: Les surfaces électromagnétiques dépendent du principe de mesure optique utilisé pour
l’extraction.
[SOURCE: ISO 14406:2010, 3.1.2, modifiée — Notes à l’article remplacées.]
4
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ISO 21920-2:2021(F)
Figure 4 — Surface électromagnétique
3.1.7
profil électromagnétique
profil obtenu par l’interaction électromagnétique avec le skin model d’une pièce
Note 1 à l'article: Voir Figure 5.
Note 2 à l'article: Le profil électromagnétique est une caractéristique inhérente d’un skin model d’une pièce.
Note 3 à l'article: Les profils électromagnétiques dépendent du principe de mesure optique utilisé pour
l’extraction.
Note 4 à l'article: Dans la plupart des cas, la trace de profil résulte de l’intersection du skin model par un plan
d’intersection perpendiculaire au skin model (3.1.1) et dans une direction spécifiée (voir ISO 21920-3).
Note 5 à l'article: Le traitement des points non mesurés et parasites fait partie du processus d’extraction et n’est
pas pris en considération dans le présent document.
Figure 5 — Profil électromagnétique
3.1.8
surface auxiliaire
surface obtenue par une interaction, autre que mécanique ou électromagnétique, avec le skin model
(3.1.1) d’une pièce
Note 1 à l'article: Un étalon logiciel est un exemple d’une surface auxiliaire. D’autres principes de mesure
physique qui diffèrent d’une surface mécanique ou électromagnétique, tels que la microscopie à effet tunnel ou la
microscopie à force atomique, peuvent également servir de surface auxiliaire. Voir Figure 6.
3.1.9
profil auxiliaire
profil obtenu par une interaction, autre que mécanique ou électromagnétique, avec le skin model (3.1.1)
d’une pièce
Note 1 à l'article: Un étalon logiciel est un exemple d’un profil auxiliaire. D’autres principes de mesure physique
qui diffèrent d’un profil mécanique ou électromagnétique, tels que la microscopie à effet tunnel ou la microscopie
à force atomique, peuvent également servir de profil auxiliaire. Voir Figure 6 et Annexe H.
3.1.10
système de coordonnées de spécification
système de coordonnées dans lequel les paramètres d’état de surface sont spécifiés
Note 1 à l'article: Si la surface nominale est un plan (ou une portion d’un plan), il est courant d’utiliser un système
orthogonal de coordonnées cartésiennes de sens direct, l’axe x et l’axe y étant dans le plan de la surface nominale,
l’axe z étant dirigé vers l’extérieur (de la matière vers le milieu environnant). Cette convention est celle adoptée
tout au long du présent document.
5
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ISO 21920-2:2021(F)
3.1.11
indice d’imbrication
N , N , N
is ic if
nombre ou ensemble de nombres indiquant le niveau relatif d'imbrication pour un modèle mathématique
primaire particulier
Note 1 à l'article: La longueur d'onde de coupure du filtre gaussien est un exemple d'indice d'imbrication.
Note 2 à l'article: Les différents indices d'imbrication permettent d'extraire des composantes latérales à échelle
spécifique d'un profil à échelle limitée.
[SOURCE: ISO 16610-1:2015, 3.2.1, modifiée – définition et notes à l’article révisées]
3.1.12
profil de surface primaire
trace de profil de surface obtenue lorsqu’elle est représentée sous la forme d’un modèle mathématique
primaire spécifié avec un indice d’imbrication spécifié N
is
Note 1 à l'article: Dans la série ISO 21920, un filtre S de profil est utilisé pour calculer le profil de surface primaire
à partir d’une trace de profil (par exemple profil mécanique). Voir Figure 6 et Annexe H.
Note 2 à l'article: Pour certaines applications, le filtre S de profil n’est pas utilisé. Dans un tel cas, par exemple
pour une analyse multi-échelle, l’indice d’imbrication est égal à “zéro”.
Note 3 à l'article: Dans la plupart des cas, le profil de la surface primaire être calculé avec une précision suffisante
à partir de la surface mécanique (choix par défaut), de la surface électromagnétique ou de la surface auxiliaire,
en utilisant un plan d'intersection perpendiculaire au type de surface choisi et dans une direction spécifiée. Voir
la Figure 6.
a
Voir 3.1.13.1 pour le filtre S de profil.
b
Voir ISO 25178-2:2021, 3.1.6.1, pour le filtre S.
c
Voir ISO 25178-2:2021, 3.1.5, pour la surface primaire.
NOTE La chaîne d'évaluation pour le cas par défaut est indiquée par la couleur de remplissage grise.
Figure 6 — Définition de la surface primaire et du profil de surface primaire
3.1.13
filtre de profil
opérateur de filtrage appliqué à un profil
6
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ISO 21920-2:2021(F)
3.1.13.1
filtre S de profil
filtre de profil qui élimine les composantes latérales à petite échelle d’un profil
Note 1 à l'article: Voir Figure 7.
3.1.13.2
filtre L de profil
filtre de profil qui élimine les composantes latérales à grande échelle d’un profil
Note 1 à l'article: Certains filtres L de profil sont sensibles à la forme et requièrent l’application préalable de
l’opération F de profil en tant que préfiltre avant de pouvoir être appliqués.
Note 2 à l'article: Voir Figure 7.
3.1.13.3
opération F de profil
opération qui élimine la forme du profil
Note 1 à l'article: Voir Figure 7.
Légende
A petite échelle latérale (par exemple les longueurs d'onde courtes)
B grande échelle latérale (par exemple les grandes longueurs d'onde)
C axe d’échelle
D axe d’amplitude
E composante d’échelle latérale extraite par le filtre S de profil
F composante d’échelle latérale extraite par l’opération F de profil
G échelles de structure extraites par le filtre L de profil
H indice d’imbrication N de filtre S de profil
is
I indice d’imbrication N d’opération F de profil
if
J indice d’imbrication N de filtre L de profil
ic
Figure 7 — Relations entre le filtre S, le filtre L et l’opération F
7
© ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 21920-2:2021(F)
3.1.14
profil à échelle limitée
composantes d’échelle de structure de profil entre les indices d'imbrication spécifiés
EXEMPLE Un profil est à échelle limitée après application d’un filtre de profil avec un indice d’imbrication
spécifi
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 21920-2
ISO/TC 213
Geometrical product specifications
Secretariat: BSI
(GPS) — Surface texture: Profile —
Voting begins on:
2021-08-31
Part 2:
Voting terminates on:
Terms, definitions and surface texture
2021-10-26
parameters
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface:
Méthode du profil —
Partie 2: Termes, définitions et paramètres d’état de surface
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General terms . 1
3.2 Geometrical parameter terms .13
3.3 Geometrical feature terms .16
4 Field parameters .24
4.1 General .24
4.2 Height parameters .24
4.2.1 General.24
4.2.2 Arithmetic mean height .24
4.2.3 Root mean square height .24
4.2.4 Skewness .24
4.2.5 Kurtosis .24
4.2.6 Total height .25
4.2.7 Maximum height per section .25
4.3 Spatial parameters .26
4.3.1 General.26
4.3.2 Autocorrelation length.26
4.3.3 Dominant spatial wavelength .26
4.4 Hybrid parameters .27
4.4.1 General.27
4.4.2 Root mean square gradient .27
4.4.3 Arithmetic mean of absolute gradient .27
4.4.4 Maximum absolute gradient .27
4.4.5 Developed length .27
4.4.6 Developed length ratio .28
4.5 Material ratio functions and related parameters .28
4.5.1 Material ratio functions .28
4.5.2 Material ratio parameters .33
4.5.3 Parameters for stratified surfaces using the material ratio curve .35
4.5.4 Parameters for stratified surfaces using the material probability curve .37
4.5.5 Volume parameters .38
5 Feature parameters .40
5.1 Parameters based on peak heights and pit depths .40
5.1.1 General.40
5.1.2 Maximum peak height .41
5.1.3 Mean peak height .41
5.1.4 Maximum pit depth .41
5.1.5 Mean pit depth .42
5.1.6 Maximum height .42
5.2 Parameters based on profile elements .42
5.2.1 General.42
5.2.2 Mean profile element spacing .44
5.2.3 Maximum profile element spacing .44
5.2.4 Standard deviation of profile element spacings .44
5.2.5 Mean profile element height .44
5.2.6 Maximum profile element height .44
5.2.7 Standard deviation of profile element heights . .44
5.2.8 Peak count parameter .45
© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
5.3 Parameters based on feature characterization .45
5.3.1 General.45
5.3.2 Named feature parameters .45
Annex A (informative) Determination of the first and second derivative .47
Annex B (informative) Determination of the local curvature .50
Annex C (normative) Determination of the material ratio curve .51
Annex D (normative) Determination of profile parameters for stratified surfaces .52
Annex E (normative) Crossing-the-line segmentation to determine profile elements.60
Annex F (normative) Feature characterization .66
Annex G (informative) Summary of profile surface texture parameters and functions .70
Annex H (informative) Specification analysis workflow .73
Annex I (informative) Changes to previous ISO profile documents .75
Annex J (informative) Overview of profile and areal standards in the GPS matrix model .76
Annex K (informative) Relation to the GPS matrix model .77
Bibliography .78
iv © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
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, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 290, Dimensional and geometrical product specification and verification, in
accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This first edition of ISO 21920-2 cancels and replaces ISO 4287:1997, ISO 12085:1996, ISO 13565-2:1996
and ISO 13565-3:1998, which have been technically revised.
It also incorporates the Amendment ISO 4287:1997/Amd 1:2009 and the Technical Corrigenda
ISO 4287:1997/Cor 1:1998, ISO 4287:1997/Cor 2:2005, ISO 12085:1996/Cor 1:1998 and
ISO 13565-2:1996/Cor 1:1998.
The main changes are related to ISO 4287 and are as follows:
— all field parameters are now related to the evaluation length;
— unambiguous evaluation of profile elements;
— definition of new parameters, in particular parameters based on the watershed transformation.
A list of all parts in the ISO 21920 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.
© ISO 2021 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Introduction
This document is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a general
GPS standard (see ISO 14638). It influences chain link B of the chains of standards on 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 K.
This document develops the terminology, concepts and parameters for areal surface texture.
Throughout this document, parameters are written as abbreviated terms with lower-case suffixes (as
in Rq) when used in a sentence, and are written as symbols with subscripts (as in R ) when used in
q
formulae, to avoid misinterpretations of compound letters as an indication of multiplication between
quantities in formulae. The parameters with lower-case suffixes are used in product documentation,
drawings and data sheets.
vi © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface
texture: Profile —
Part 2:
Terms, definitions and surface texture parameters
1 Scope
This document specifies terms, definitions and parameters for the determination of surface texture by
profile methods.
NOTE 1 The main changes to previous ISO profile documents are described in Annex I.
NOTE 2 An overview of profile and areal standards in the GPS matrix model is given in Annex J.
NOTE 3 The relation of this document to the GPS matrix model is given in Annex K.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 16610-1:2015, Geometrical product specifications (GPS) — Filtration — Part 1: Overview and basic
concepts
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16610-1 and the following
apply.
For the purposes of this document, the terms and definitions given in [external document reference
xxx] and the following 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 General terms
3.1.1
skin model
non-ideal surface model
model of the physical interface of the workpiece with its environment
[SOURCE: ISO 17450-1:2011, 3.2.2]
© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
3.1.2
surface texture
geometrical irregularities contained in a scale-limited profile
Note 1 to entry: Surface texture does not include geometrical irregularities contributing to the form or shape of
the profile.
3.1.3
mechanical surface
boundary of the mathematical erosion, by a sphere of radius r , of the locus of the centre of an ideal
tactile sphere, also with radius r , rolled over the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: Figure 1 is an example to show the effect of mechanical filtering and is not related to a real
measured surface.
[SOURCE: ISO 14406:2010, 3.1.1, modified — Notes to entry replaced.]
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Key
A skin model
B
ideal tactile sphere of radius r
C envelope curve of the locus of the centre of an ideal tactile sphere B rolled over the skin model
D sphere of radius r
E mechanical surface: boundary of the mathematical erosion, by the sphere D, of the envelope curve C
Figure 1 — Mechanical surface
3.1.4
profile trace
intersection of the skin model by an intersection plane perpendicular to the skin model and in a
specified direction
Note 1 to entry: See Figure 2.
1)
Note 2 to entry: See ISO 21920-3:—, 4.3.
1) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/FDIS 21920-3:2021.
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Key
A skin model
B intersection plane
C profile trace
Figure 2 — Profile trace
3.1.5
mechanical profile
boundary of the mathematical erosion, by a circular disc of radius r, of the locus of the centre of an ideal
tactile sphere, also with radius r, rolled along a trace over the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: Figure 3 is an example to show the effect of mechanical filtering and is not related to a real
measured profile.
Note 2 to entry: The treatment of non-measured points and spurious points is part of the extraction process (see
ISO 17450-1:2011, 8.1.3) and is not considered in this document.
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Key
A skin model
B
ideal tactile sphere of radius r
C envelope curve of the planar locus of the centre of an ideal tactile sphere rolled over the skin model
D
circular disc of radius r
E mechanical profile: boundary of the mathematical erosion, by the circular disc D, of the envelope curve C
Figure 3 — Mechanical profile
3.1.6
electromagnetic surface
surface obtained by the electromagnetic interaction with the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: See Figure 4.
Note 2 to entry: The electromagnetic surface is an inherent characteristic of a skin model of a workpiece.
Note 3 to entry: Electromagnetic surfaces depend on the optical measurement principal used for extraction.
[SOURCE: ISO 14406:2010, 3.1.2, modified — Notes to entry replaced.]
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Figure 4 — Electromagnetic surface
3.1.7
electromagnetic profile
profile obtained by the electromagnetic interaction with the skin model of a workpiece
Note 1 to entry: See Figure 5.
Note 2 to entry: The electromagnetic profile is an inherent characteristic of a skin model of a workpiece.
Note 3 to entry: Electromagnetic profiles depend on the optical measurement principle used for extraction.
Note 4 to entry: In most cases, the profile trace results from the intersection of the skin model by an intersection
plane perpendicular to the skin model (3.1.1) and in a specified direction (see ISO 21920-3).
Note 5 to entry: The treatment of non-measured points and spurious points is part of the extraction process and
is not considered in this document.
Figure 5 — Electromagnetic profile
3.1.8
auxiliary surface
surface obtained by an interaction, other than mechanical or electromagnetic, with the skin model
(3.1.1) of a workpiece
Note 1 to entry: A software measurement standard is an example of an auxiliary surface. Other physical
measurement principles which differ from a mechanical or electromagnetic surface, such as scanning tunnelling
microscopy or atomic force microscopy, can also serve as an auxiliary surface. See Figure 6.
3.1.9
auxiliary profile
profile obtained by an interaction, other than mechanical or electromagnetic, with the skin model (3.1.1)
of a workpiece
Note 1 to entry: A software measurement standard is an example of an auxiliary profile. Other physical
measurement principles which differ from a mechanical or electromagnetic profile, such as scanning tunnelling
microscopy or atomic force microscopy, can also serve as an auxiliary profile. See Figure 6 and Annex H.
3.1.10
specification coordinate system
system of coordinates in which surface texture parameters are specified
Note 1 to entry: If the nominal surface is a plane (or portion of a plane), it is common in practice to use a
rectangular coordinate system in which the axes form a right-handed Cartesian set, the x -axis and the y -axis
also lying on the nominal surface, and the z -axis being in an outward direction (from the material to the
surrounding medium). This convention is adopted throughout the rest of this document.
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
3.1.11
nesting index
N , N , N
is ic if
number or set of numbers indicating the relative level of nesting for a particular primary mathematical
model
Note 1 to entry: The cut-off wavelength for the Gaussian filter is an example of a nesting index.
Note 2 to entry: Using the different nesting indices, specific lateral scale components of a scale-limited profile are
extracted.
[SOURCE: ISO 16610-1:2015, 3.2.1, modified — definition and notes to entry revised.]
3.1.12
primary surface profile
surface profile trace obtained when a surface profile trace is represented as a specified primary
mathematical model with specified nesting index N
is
Note 1 to entry: In the ISO 21920 series, a profile S-filter is used to derive the primary surface profile from a
profile trace (e.g. mechanical profile). See Figure 6 and Annex H.
Note 2 to entry: For some applications, the profile S-filter is not used. In such cases, for example for multi-scale
analysis, the nesting index is equal to “zero”.
Note 3 to entry: In most situations, the primary surface profile can be derived with sufficient accuracy from
either the mechanical surface (the default choice), the electromagnetic surface or the auxiliary surface, using an
intersection plane perpendicular to the chosen type of surface and in a specified direction. See Figure 6.
NOTE The evaluation chain for the default case is indicated by the grey fill colour.
a
See 3.1.13.1 for profile S-filter.
b
See ISO 25178-2:2021, 3.1.6.1,
Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/FDIS 25178-2:2021.
for S-filter.
c
See ISO 25178-2:2021, 3.1.5, for primary surface.
Figure 6 — Definition of the primary surface and primary surface profile
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
3.1.13
profile filter
filtration operator applied to a profile
3.1.13.1
profile S-filter
profile filter which removes small lateral scale components from a profile
Note 1 to entry: See Figure 7.
3.1.13.2
profile L-filter
profile filter which removes large lateral scale components from a profile
Note 1 to entry: Some profile L-filters are sensitive to form and require the profile F-operation first as a prefilter
before being applied.
Note 2 to entry: See Figure 7.
3.1.13.3
profile F-operation
operation which removes form from a profile
Note 1 to entry: See Figure 7.
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Key
A small lateral scale (e.g. short wavelengths)
B large lateral scale (e.g. long wavelengths)
C scale axis
D amplitude axis
E lateral scale component extracted by the profile S-filter
F lateral scale component extracted by the profile F-operation
G lateral scale component extracted by the profile L-filter
H profile S-filter nesting index N
is
I profile F-operation nesting index N
if
J profile L-filter nesting index N
ic
Figure 7 — Relationships between the S-filter, L-filter and F-operation
3.1.14
scale-limited profile
profile structure scale components between specified nesting indices
EXAMPLE A profile is scale-limited after applying a profile filter with a specified nesting index.
3.1.14.1
primary profile
P-profile
scale-limited profile at any position x derived from the primary surface profile by removing the form
using a profile F-operation with nesting index N
if
Note 1 to entry: In most cases, the primary profile can be derived with sufficient accuracy from the S-F surface
using an intersection plane perpendicular to the S-F surface and in a specified direction. See Figure 8.
Note 2 to entry: The primary profile is the basis for evaluation of the P-parameters (3.2.5). See Figures 9 and 10.
Note 3 to entry: The profile F-operation can be performed as a multi-stage operation, for example a combination
of a total least square fit and a profile L-filter.
Note 4 to entry: See Annex H for additional information.
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ISO/FDIS 21920-2:2021(E)
Note 1 to entry: The evaluation chain for the default case is indicated by the grey fill colour.
a
See ISO 25178-2:2021, 3.1.6.3, for F-operation.
b
See ISO 25178-2:2021, 3.1.7, for S-F surface.
Figure 8 — Primary profile derived from the primary surface profile (default) or S-F surface
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.