表面测量技术应用广泛,在几何量测量领域占有非常重要的地位。表面测量技术的发展,对我国机械制造业有重要意义。近年来,产品几何量技术规范的国际和国家标准不断更新,大部分早年生产和引进的表面形状测量仪,无法满足新标准的要求,亟待更新升级。Form Talysurf II表面形状测量仪是英国Taylor Hobson公司20世纪80年代中期生产的,它除了软件相对落后外,其电子硬件系统老化等问题也很突出。因此,对Form Talysurf II型表面形状测量仪的硬件驱动系统改造及其软件系统升级,意义非常重大。本课题以ADμC831单片机和PCI采集卡为核心,对Form Talysurf II的硬件系统进行全面改造,从而实现手动控制及计算机软件控制驱动箱的上下、左右和摆角的运动;根据最新的国际与国家标准设计出符合标准定义的中线制表面评定参数计算软件,并且实现了ISO11562推荐的表面测量的数字高斯滤波器;根据ISO12085标准,设计出符合要求的图形(Motif)法表面评定参数软件;探讨了传感器传输函数的标准球校准方法。实验表明,与最新的Form Talysurf设备进行比对,评定轮廓的算术平均偏差Ra的平均误差小于4%。标准样板和发动机缸孔的平均间距AR、平均深度R、最大深度Rmax及原始轮廓总高度Pt的测量结果都在2%的误差范围之内。当标准球半径为12.4996mm时,校准后残差小于2μm,相对偏差小于0.016%,半径偏差小于1nm;当标准球半径为80.029mm时,校准后残差小于5μm,相对偏差小于0.006%。