ISO 25178-6:2010
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 6: Classification of methods for measuring surface texture
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 6: Classification of methods for measuring surface texture
ISO 25178-6:2010 describes a classification system for methods used primarily for the measurement of surface texture. It defines three classes of methods, illustrates the relationships between the classes, and briefly describes specific methods.
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 6: Classification des méthodes de mesurage de l'état de surface
L'ISO 25178-6:2010 décrit un système de classification des méthodes employées principalement pour le mesurage de l'état de surface. Elle définit trois classes de méthodes, illustre la relation entre les classes et décrit brièvement les méthodes spécifiques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 25178-6
First edition
2010-02-01
Geometrical product specifications
(GPS) — Surface texture: Areal —
Part 6:
Classification of methods for measuring
surface texture
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface:
Surfacique —
Partie 6: Classification des méthodes de mesurage de l'état de surface
Reference number
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ISO 2010
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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 General terms .1
3.2 Definitions for classification of surface texture measurement methods .2
3.3 Terms and descriptions for specific methods.3
4 Classification scheme.5
Annex A (informative) Metrological limitations.8
Annex B (informative) Relation to the GPS matrix model.9
Bibliography.10
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 25178-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
ISO 25178 consists of the following parts, under the general title Geometrical product specifications (GPS) —
Surface texture: Areal:
⎯ Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters
⎯ Part 3: Specification operators
⎯ Part 6: Classification of methods for measuring surface texture
⎯ Part 7: Software measurement standards
⎯ Part 601: Nominal characteristics of contact (stylus) instruments
⎯ Part 602: Nominal characteristics of non-contact (confocal chromatic probe) instruments
⎯ Part 603: Nominal characteristics of non-contact (phase-shifting interferometric microscopy) instruments
⎯ Part 701: Calibration and measurement standards for contact (stylus) instruments
The following parts are under preparation:
⎯ Part 604: Nominal characteristics of non-contact (coherence scanning interferometry) instruments
⎯ Part 605: Nominal characteristics of non-contact (point autofocusing) instruments
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Introduction
This part of ISO 25178 is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a
[2]
general GPS standard (see ISO/TR 14638 ). It influences the chain link 5 of the chain of standards on
roughness profile, waviness profile, primary profile and areal surface texture.
This part of ISO 25178 describes a classification system for methods used primarily for the measurement of
surface texture. The classification system provides a context for the development of other parts of ISO 25178
that describe characteristics and measurement standards for some of the individual methods. Such a
classification is also intended to aid in choosing and understanding various types of methods and in
determining which standards apply to their application. The classification system is aimed to be as general as
possible. However, instruments may exist that do not clearly fit within any single method class.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 25178-6:2010(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture:
Areal —
Part 6:
Classification of methods for measuring surface texture
1 Scope
This part of ISO 25178 describes a classification system for methods used primarily for the measurement of
surface texture. It defines three classes of methods, illustrates the relationships between the classes, and
briefly describes specific methods.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 4287:1997, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms,
definitions and surface texture parameters
1)
ISO 25178-2:— , Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 2: Terms,
definitions and surface texture parameters
ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
3 Terms and definitions
3.1 General terms
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4287, ISO 25178-2,
ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
3.1.1
measurement coordinate system
system of coordinates in which surface texture parameters are measured
NOTE 1 If the nominal surface is a plane (or portion of a plane), it is usual to use a rectangular coordinate system in
which the axes form a right-handed Cartesian set, the X-axis being the direction of tracing co-linear with the mean line 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). The rectangular coordinate system is adopted in this part of ISO 25178 except for 3.2.1, Note 3,
and 3.3.3, where a cylindrical coordinate system is described.
NOTE 2 See also specification coordinate system [ISO 25178-2:—].
1) To be published.
3.1.2
surface profile
profile that results from the intersection of the real surface by a specified plane
NOTE In practice, it is usual to choose a plane with a normal that nominally lies parallel to the real surface and in a
suitable direction.
[ISO 4287:1997, definition 3.1.4]
3.1.3
ordinate value
z(x, y)
height of the surface at position (x, y)
3.2 Definitions for classification of surface texture measurement methods
3.2.1
line-profiling method
surface topography measurement method that produces a two-dimensional graph or profile of the surface
irregularities as measurement data, which may be represented mathematically as a height function z(x)
NOTE 1 By contrast, areal-topography (3.2.2) and area-integrating (3.2.3) methods are used to quantify the surface
texture over a selected area of a surface instead of over single profiles.
NOTE 2 Examples of instruments that were developed specifically to measure line profiles include contact stylus
[1] [3] [4][5]
scanning , early versions of the phase-shifting interferometer , and the optical differential profiler .
NOTE 3 Certain methods have rotational scanning within a cylindrical coordinate system and measure circular profiles,
[6]
that is, z as a function of angle θ. One example is the circular interferometric profiler .
3.2.2
areal-topography method
surface measurement method that produces a topographical image of a surface, which may be represented
mathematically as a height function z(x, y) of two independent variables (x, y)
NOTE 1 Examples of methods that have been developed or adapted for areal-topography measurements include
[7] [8] [9][10]
contact stylus scanning , phase-shifting interferometric microscopy , coherence scanning interferometry , confocal
[11] [12] [13][14]
microscopy , confocal chromatic microscopy , structured light projection (including triangulation), focus variation
[15] [4][5] [16] [17][18]
microscopy , optical differential profiler , digital holography microscopy , point autofocus profiling ,
[19][20] [21][22] [23]
angle-resolved scanning electron microscopy (SEM) , SEM stereoscopy , scanning tunnelling microscopy ,
[24][25]
and atomic force microscopy . The areal measurement capability of these methods is often derived from a set of
parallel profiles scanned sequentially or from manipulation of 2D images in microscope cameras. All of these methods
may also be used to produce line-profiling results as well.
NOTE 2 For methods that form a surface topography image z(x, y) from sequential profiles such as a set of parallel
profiles z(x), care should be taken to ascertain the accuracy of measurement along the slow axis z(y). Although z(x, y)
topographic images may be displayed for an areal texture method, in some cases the method may not actually be
sensitive to z(y) topography changes, or the accuracy of z(y) profiling may be limited by the drift of the instrument.
3.2.3
area-integrating method
surface measurement method that measures a representative area of a surface and produces numerical
results that depend on area-integrated properties of the surface texture
NOTE 1 These methods do not produce line-profile data z(x) or areal-topography data z(x, y).
NOTE 2 Examples of instruments that have been developed as area-integrating methods include those that use the
[26] [27] [28]
techniques of total integrated light scatter , angle-resolved light scatter , parallel-plate capacitance and pneumatic
[29]
(flow) measurement .
NOTE 3 Area-integrating methods have been used in conjunction with calibrated roughness comparison specimens or
calibrated pilot specimens as comparators to distinguish the surface texture of parts manufactured by similar processes or
to perform repetitive surface texture assessments.
2 © ISO 2010 – All rights reserved
3.3 Terms and descriptions for specific methods
3.3.1
contact stylus scanning
surface topography measurement method whereby the probing system uses a contacting stylus whose motion
is converted into a signal as a function of position
NOTE See ISO 25178-601 for more information.
3.3.2
phase-shifting interferometric microscopy
PSI
surface topography measurement method whereby an optical microscope with illumination of a known
effective wavelength is integrated with an interferometric attachment and produces multiple successive optical
images with interferometric fringes from which the profile or areal surface topography image is calculated
NOTE 1 Bands of light and dark interferometric fringes are produced in images when two or more mutually coherent
optical beams are combined.
NOTE 2 See ISO 25178-603 for more information.
3.3.3
circular interferometric profiling
surface profiling method whereby the local surface height is sensed with an interferometric probe having a
scanned beam on the circumference of a circle and the reference beam at the centre, thus generating a
circular profile z(θ) within a cylindrical coordinate system rather than a line profile or areal-topography image
3.3.4
optical differential profiling
surface topography measurement method whereby height differences between two closely spaced points on a
surface are measured in close successio
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 25178-6
Première édition
2010-02-01
Spécification géométrique des produits
(GPS) — État de surface: Surfacique —
Partie 6:
Classification des méthodes de
mesurage de l'état de surface
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal —
Part 6: Classification of methods for measuring surface texture
Numéro de référence
©
ISO 2010
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Publié en Suisse
ii © ISO 2010 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
3.1 Termes généraux.1
3.2 Définitions pour la classification des méthodes de mesure des états de surface.2
3.3 Termes et description des méthodes spécifiques.3
4 Mode de classification .5
Annexe A (informative) Limitations métrologiques.8
Annexe B (informative) Relation avec la matrice GPS .9
Bibliographie.10
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 25178-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
L'ISO 25178 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Spécification géométrique des
produits (GPS) — État de surface: Surfacique:
⎯ Partie 2: Termes, définitions et paramètres d'états de surface
⎯ Partie 3: Opérateurs de spécification
⎯ Partie 6: Classification des méthodes de mesurage de l'état de surface
⎯ Partie 7: Étalons logiciels
⎯ Partie 601: Caractéristiques nominales des instruments à contact (à palpeur)
⎯ Partie 602: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (à capteur confocal chromatique)
⎯ Partie 603: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (microscopes interférométriques à
glissement de franges)
⎯ Partie 701: Étalonnage et étalons de mesure pour les instruments à contact (à palpeur)
Les parties suivantes sont en cours d'élaboration:
⎯ Partie 604: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (à interférométrie par balayage à
cohérence)
⎯ Partie 605: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (à point de focalisation
automatique)
iv © ISO 2010 – Tous droits réservés
Introduction
La présente partie de l'ISO 25178 est une norme traitant de la spécification géométrique des produits (GPS)
[2]
et est à considérer comme une norme GPS générale (voir l'ISO/TR 14638 ). Elle influence le cinquième
maillon de la chaîne de normes concernant le profil de rugosité, le profil d'ondulation, le profil primaire et l'état
de surface surfacique.
La présente partie de l'ISO 25178 décrit un système de classification des méthodes principalement
employées pour le mesurage de l'état de surface. Ce système de classification fournit un contexte pour le
développement des autres parties de l'ISO 25178, décrivant les caractéristiques de certaines méthodes et les
normes d'étalonnage et de mesurage s'y appliquant. Une telle classification vise également à faciliter le choix
et la compréhension de divers types de méthodes ainsi que la détermination des normes applicables à leur
utilisation. Ce système de classification se veut le plus général possible. Toutefois, il peut exister des
instruments qui n'appartiennent pas clairement à une seule classe de méthode.
NORME INTERNATIONALE ISO 25178-6:2010(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de
surface: Surfacique —
Partie 6:
Classification des méthodes de mesurage de l'état de surface
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 25178 décrit un système de classification des méthodes employées
principalement pour le mesurage de l'état de surface. Elle définit trois classes de méthodes, illustre la relation
entre les classes et décrit brièvement les méthodes spécifiques.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 4287:1997, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Termes, définitions et paramètres d'état de surface
1)
ISO 25178-2:— , Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique —
Partie 2: Termes, définitions et paramètres d'états de surface
Guide ISO/CEI 99:2007, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
3.1 Termes généraux
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 4287, l'ISO 25178-2, le
Guide ISO/CEI 99, ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1.1
système de coordonnées du mesurage
système de coordonnées dans lequel les paramètres d'état de surface sont mesurés
NOTE 1 Si la surface nominale est un plan (ou une portion de plan), il est courant d'utiliser un système orthogonal de
coordonnées cartésiennes de sens direct, l'axe X étant dans la direction du palpage et confondu avec la ligne moyenne,
l'axe Y étant aussi dans le plan de la surface nominale, et l'axe Z étant dirigé vers l'extérieur (de la matière vers le milieu
environnant). Ce système de coordonnées orthogonal est celui adopté dans la présente partie de l'ISO 25178, sauf pour
3.2.1, Note 3, et 3.3.3, où un système de coordonnées cylindrique est décrit.
NOTE 2 Voir également système de coordonnées des spécifications [ISO 25178-2:—].
1) À publier.
3.1.2
profil de surface
ligne qui résulte de l'intersection de la surface réelle par un plan de coupe donné
NOTE En pratique, il est courant de choisir un plan dont une normale est théoriquement parallèle à la surface réelle
et de direction appropriée.
[ISO 4287:1997, définition 3.1.4]
3.1.3
ordonnée
z(x, y)
hauteur de la surface à la position (x, y)
3.2 Définitions pour la classification des méthodes de mesure des états de surface
3.2.1
méthode profilométrique linéaire
méthode de mesure de la topographie des surfaces produisant un graphe ou un profil à deux dimensions des
irrégularités de la surface sous forme de données de mesurage pouvant être représentées
mathématiquement comme une fonction hauteur z(x)
NOTE 1 Par opposition, les méthodes de topographie des surfaces (3.2.2) et d'intégration des surfaces (3.2.3)
sont utilisées pour qualifier l'état de surface sur une portion de surface choisie plutôt que sur de simples profils.
NOTE 2 Les instruments mesurant spécifiquement des profils linéaires incluent par exemple les profilomètres à contact
[1] [3] [4][5]
par palpeur , les premiers interféromètres à glissement de franges et les profilomètres différentiels optiques .
NOTE 3 Certaines méthodes ont une géométrie de balayage rotationnelle à l'intérieur d'un système de coordonnées
cylindriques et mesurent des profils circulaires, c'est-à-dire z en fonction de l'angle θ. Le profilomètre interférométrique
[6]
circulaire en est un exemple.
3.2.2
méthode de topographie des surfaces
méthode de mesure des surfaces produisant une image topographique d'une surface pouvant être
représentée mathématiquement comme une hauteur z(x, y) en fonction de deux variables indépendantes (x, y)
NOTE 1 Des exemples de méthodes développées ou adaptées pour les mesurages en topographie des surfaces
[7] [8]
incluent la profilométrie à contact par palpeur , l'interférométrie à glissement de franges ], l'interférométrie par balayage
[9][10] [11] [12]
à cohérence , la microscopie confocale , la microscopie confocale chromatique (aberration chromatique) , la
[13][14] [15]
projection de lumière structurée (avec triangulation), la microscopie par focalisation dynamique , la profilométrie
[4][5] [16] [17][18]
optique différentielle , la microscopie holographique numérique , la profilométrie par autofocus à point , la
[19][20] [21][22]
microscopie électronique à balayage (MEB) avec analyse angulaire , la stéréoscopie MEB , la microscopie à
[23] [24][25]
effet tunnel et la microscopie à force atomique . La capacité de mesurage surfacique de ces méthodes est
souvent dérivée d'un ensemble de profils parallèles balayés séquentiellement ou à partir de la manipulation d'images à
deux dimensions obtenues par microphotographie. Toutes ces méthodes peuvent également être utilisées pour obtenir
des profils linéaires.
NOTE 2 Pour les méthodes permettant d'obtenir une image topographique de la surface z(x, y) à partir de profils
séquentiels tels qu'un ensemble de profils parallèles z(x), il convient de faire veiller à s'assurer de la précision du
mesurage selon l'axe d'avance lent, z(y). Pour certaines méthodes de mesure de l'état de surface surfacique, bien que des
images topographiques z(x, y) puissent être affichées, la sensibilité aux modifications topographiques z(y) peut être
inexistante, ou sa précision limitée par la dérive de l'instrument.
3.2.3
méthode par intégration des zones
méthode de mesure des surfaces passant par le mesurage d'une zone représentative d'une surface et
produisant des résultats numériques dépendants des propriétés de l'état de surface intégrées sur la zone
NOTE 1 Ces méthodes ne fournissent pas de données au sujet du profil linéaire z(x) ou de données de topographie
des surfaces z(x, y).
2 © ISO 2010 – Tous droits réservés
NOTE 2 Des exemples de techniques utilisées par les instruments développés pour les méthodes d'intégration des
[26] [27]
surfaces incluent la diffusion lumineuse intégrée totale , l'analyse angulaire de diffusion de la lumière , la capacité de
[28] [29]
deux plaques parallèles et le mesurage (de débit) pneumatique .
NOTE 3 Des méthodes d'intégration des zones ont été utilisées avec des échantillons de comparaison viso-tactile de
rugosité étalonnés ou des échantillons pilotes étalonnés, afin de distinguer l'état de surface d
...
Questions, Comments and Discussion
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