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接触角测量仪目前能够做到的精度是多少？

2018.6.27

通常情况下，显微镜的放大率在接触角测量仪中通常的分辨率为4um左右，那么实现的精度通常能够保证的是0.01mm。而对于0.01mm的精度变化的图像，通常而言其接触角值精度为0.1度左右。如下表计算所示：

为此，对于接触角测量的精度的差别的一个最为有效的方法为，通过测量微高度变化如0.01mm高度变化时，接触角的测试值的变化。这样的变化包括两个部分：
操作办法为接触角测试的图片中，球直径保持不变，此时，球冠的高度变化0.01mm，此时：

1、接触角测量仪所采用的算法能否判断出来图片中角度的变化值0.2-0.3度左右；（具体值根据计算所得略有变化）

2、接触角测量仪采用的算法对于两次不同高度的图片测试的值与理论值的偏差范围，也即接触角测量仪的精度本身。

如下显示的两张图片为小角度和大角度时两个不同的角度时的接触角测量仪捕捉的图片。

接触角测量仪测试图片

大小度，初始高度时的接触角测量仪测试图片

接触角测量仪测试图片

大角度时，高度变化0.05mm时接触角测量仪测试图片

小度时接触角测量图片：初始高度

小角度接触角值时，接触角测量仪测试初始高度时的图片

接触角测量仪测试图片

小角度接触角值时，接触角测量仪测试高度变化0.01mm时的图片

如上图片是通过上海梭伦ZL技术的3D红宝石球校准工具实现的高精度高度变化以及采用上海梭伦接触角测量仪SL200KS测试所得。

通过采用圆拟合和阿莎算法，我们对如上图片进行了分析，具体结果如下所示：

通过如上数据可以明显看出

1、阿莎算法自动修正了重力影响，因而测试结果上显示为，测试结果值高于圆拟合所得的接触角测量值。

2、接触角测量值采用圆拟合时，可以做到的精度为0.147度左右。采用阿莎算法时，由于偏差值对比为圆拟合而非阿莎算法的增量值，因而，偏差低为0.192-0.525度左右。但从实际应用来讲，阿莎算法修正了重力影响，综合将表面张力与接触角进行分析，因而，实际中数据的科学意义更大。

3、阿莎算法与圆拟合均准确地分辨出了图像的区别，且方向完全准确。

如下提供了同样的图片采用国产的接触角测量仪分析软件所得的数据。

可以看出：

1、国产的接触角测量仪分析软件无法准确判断出高度增加后的角度变化或偏差值较高，特别是小角度时，增加高度，测值结果反而减少了。

因而，国产的接触角测量仪的软件的分析精度通常是略有扩大的情况。

2、国产的接触角测量仪软件Young-Laplace方程测值结果完全脱离实际值，如下提供两张分析结果图片，可以很明显看出分析结果完全没有重合度。

接触角测量仪分析软件

接触角分析软件

如下提供了国外的接触角测量仪分析软件的分析结果