关于物体表面形貌的测量的研究最早可以追溯到30年代初，当时研制的仪器通过测量获得的峰谷高度信息而设计的，并根据测量的结果通过还原提供了简单的图像[3]。随后针对表面三维形貌测量的研究逐渐深入，60年代后期数字计算机的出现使得人们可以获取并计算大量的有关表面三维形貌的数据信息。目前国内外采用较多的方法有触针式测量法，扫描探针显微镜法和光学测量法。

1)。触针式测量法触针式测量法是最早用于测量物体表面轮廓的一种技术[4]。其测量原理大致如下：通过调节装置使得触针的针尖与被测物体的表面相接触，在触针的移动过程中，通过传感器将触针的垂直运动信号转变为可易于探测和处理分析的电信号。所使用的传感器一般是与输入输出信号成线性变化的差动传感器也可以使用光学干涉传感器来替代，转换后获得的电信号在被放大和处理后再经过A/D装置转换为数字信号，最后将数字信号输入计算机进行分析处理。79440

使用触针式测量法的测量系统主要有两种数据采集的方式：静态和动态采集方式。动态采集方式原理如下：动态采集是在触针运动的同时进行数据的采集，这种采集数据的方式减少了采集所需要的测量样品数据的时间，但是这种采集数据的方式会受到系统动态特性的限制，在对样品进行扫描时，如果样品扫描的速度过高，可能会引起探测触针的“弹跳”，从而影响扫描结果的准确性；静态测量方式是：它通过预先设定扫描路径，当触针或者样品移动到指定的位置时在该点停下来测量该点的高度数据，虽然这种测量方式获得数据较其他方式准确，但是这种方式需耗费大量时间，故有其局限性。

采用触针式测量法最著名的仪器是[5]英国的RankTaylorHobson公司生产的TaylorScan3Dscanner型具有高速扫描头的表面三维轮廓仪[6]。但它也有其自身的不足之处：触针探头的硬度一般都比较高，因而就不能测量精密零件以及表面较软的样品；在经过长时间的测量后，探头会有磨损，会造成测量精度下降；有时为了保证探针的性能，不能将探头做得非常细小尖锐，这样就不能测量半径大于触针探头曲率半径的表面凹坑，因而就会造成测量数据的偏差。论文网

2)。扫描探针显微镜测量法

扫描探针显微镜（SPM）的主要工作原理是[7]：通过驱动系统控制一个非常尖的金属探针沿被测样品表面运动，当该探针的针尖与待测样品之间的距离达到非常小的距离时，通过在触针针尖与样品之间加上合适的偏置电压，由于隧道效应，就可以在触针与待测样品之间产生隧道电流[8]。在移动过程中，即使待测样品的表面哪怕只有原子大小的微小起伏，也会使触针与待测样品表面之间的隧道电流发生成千上万倍的变化，就可以获得易于观察的数据，再将这些信息输入电子计算机，通过特定算法与程序的处理分析之后，即可在显示屏上呈现出待测物体的三维形貌图像。

扫面探针显微镜的扫描探测方式可以分为两种：恒流方式与恒高方式。恒流方式顾名思义即：通过不断监测并调节探针与待测样品表面之间的距离，使两者之间的隧道电流保持不变，这种方式可以通过监测探针的移动位置以及相对位置来确定待测样品的表面三维形貌。恒高方式即：探针沿同一恒高线相对样品表面运动，实现扫描，当探针在待测样品表面上不断移动时，通过监测驱动器上所加电压的变化或者两者之间的隧道电流的变化来反应出待测样品表面三维形貌的变化。后者相较而言具有反馈速度较慢的缺点，这是由于如果探针的移动速度较快时，如果遇到表面较为陡峭的样品时就会很容易造成探针的损坏。