金属表面粗糙度测量可分为3个等级：极低、很低和高。极低的表面粗糙度在任何情况下都可以测量。用来确定最小的表面粗糙度，通常用最小峰谷高度（最大值/小值）或峰谷间距（小值/大值）来表示。很低的表面粗糙度是指最大峰高度、峰间距或峰高，均小于平均高度和平均间距的整数倍。

对于精密表面，应采用高精度测量仪器，如高频仪器。在测量时，测量仪器必须具有足够的灵敏度，以避免任何对被测表面的振动或噪声影响。

粗糙度的测量方法可分为两大类：一类是微观表面粗糙度（用微观轮廓测量仪），另一类是宏观表面粗糙度（用宏观轮廓测量仪）。

微观轮廓测量仪主要用于测量非精密零件表面的微观几何形状和相对位置精度。该方法测量精度高，重复性好，但对测量环境要求较高，且测试过程需要人为判断。

宏观轮廓测量仪主要用于测量精密零件表面的粗糙度和微观形状误差，一般不需要人为判断，但要求具有一定的环境适应性和良好的重复性。该方法适用于精度要求不高、稳定性要求较高的场合。

对于精度要求不高、稳定性要求较高、对环境适应性要求不高的场合，应采用宏观轮廓测量仪进行表面粗糙度及宏观形状误差的测量。

（1）加工中产生的加工硬化；

（2）刀具几何形状参数，如前刀面高度、刀尖圆弧半径和刀具轴肩半径等；

（3）工件材料性能，如硬度、弹性模量、抗拉强度和泊松比等；

（4）切削用量，如进给量、切削速度和背吃刀量等；

（5）加工方法，如切削深度、刀具前角和刀尖形状等；

（6）加工环境，如空气温度、湿度和加工部位的温度等。

上述因素中，前三项是在加工过程中发生的，因此主要对表面粗糙度的影响，而切削用量、加工环境和加工部位是在生产制造过程中发生的，所以主要对表面粗糙度的影响。其中切削用量与表面粗糙度关系最为密切。为了提高工件表面质量，应该合理地选择切削用量。

表面粗糙度值的分布可用正态分布、高斯分布和威布尔分布来描述。在正态分布中，测量值与平均值的差相等，在高斯分布中，测量值与平均值的差相等，威布尔分布是三种分布中最有代表性的一种。高斯分布是正态分布和高斯分布结合的结果，它能很好地描述表面粗糙度值的分布。

对于某一特定表面粗糙度来说，其标准偏差为0或最大值为0.2μm时，其偏差就是0.1μm。因此，根据统计原理可以用高斯分布来描述表面粗糙度值的分布。

如果被测表面为标准圆柱形或标准圆锥形，则其标准偏差为：

式中：r为被测表面上任意点到标准圆柱形或圆锥形端面之间的距离；S为被测表面上任意点到标准圆锥形端面之间的距离；μ为被测表面上任意点到标准球面之间的距离。

由上式可以看出：对任何数量的测量值来说，其标准偏差与平均偏差之差都是有限值，这就是正态分布。

测量参数之间的关系，可用“峰谷间距与平均高度之比”来表示。在所有的情况下，峰谷间距与平均高度之比都等于1/2。

在这种情况下，例如，在平面上测量两个长度为10 mm的点之间的距离，则两点之间的平均高度为1 mm。用来表示这一关系的参数是峰间距（A）和平均高度（H）。

峰谷间距是测量表面粗糙度时最常用的参数之一。在其他条件下，峰谷间距可能是测量数据中最不重要的参数之一，也可能是最重要的参数之一。因此，用峰谷间距与平均高度之比来表示表面粗糙度时，它对测量数据有影响。这种情况下，测量数据中不包括峰谷间距（A）。

微观形貌是指被测表面上的微观不平度，是表面的局部缺陷，如小坑洼、小凸起、小凹坑、小颗粒等。用来表征表面微观形貌的宏观参量有：轮廓高度、轮廓峰顶间距和轮廓最大峰顶间距等。其中轮廓平均高度（Ra）是反映表面微观不平度的最常用参量，它能反映表面微观不平度的总体分布情况。在其他参量中，轮廓峰顶间距（Sa）对粗糙度的影响比较明显，其大小与峰顶高度有关；轮廓峰顶最大间距（Smax）与表面的微观不平度有关，其大小与峰高有关；轮廓最大峰间距（Smax/Smax）与表面微观不平度有关，其大小与峰高、峰高/峰谷值之比有关。可以通过测量并比较这些参量来确定被测表面的实际粗糙度。

提高表面质量，是为了满足一定的技术要求而采取的措施。

一般地，为了提高表面质量，应该采取以下方法：

（1）合理选择刀具材料、切削用量、切削液、冷却润滑方式和刀具形状。同时，采用先进的测量技术来监测切削过程中刀具的磨损程度和状态。

（2）选择合适的加工工艺参数。包括切削深度、进给量、背吃刀量和切削速度等。

（3）提高加工零件的精度和表面粗糙度。

（4）合理选择磨削加工的方法和砂轮的类型，如磨削、抛光、研磨等。

（5）根据零件材料性能，选用合适的磨料、磨具及润滑剂等。

（6）保证零件加工时表面质量所需要的空气和温度条件。

（7）加强零件在加工过程中的检测。

表面粗糙度的测量对于产品设计、性能优化以及可靠性均具有重要意义。从表面粗糙度的测量可以获得对产品进行全面评价的信息，以便于对产品的质量进行评估和保证。金属和非金属材料在加工过程中不可避免地会产生表面粗糙度，从而影响到其性能和使用寿命。因此，通过表面粗糙度的测量，可以获得加工过程中和加工后的表面形貌，为质量控制提供可靠的依据。