影像测量仪校准规范的实际应用研究

【摘要】 本文研究了JJF 1318-2011《影像测量仪校准规范》中“测量间隔”的选取在实际应用中存在一定的问题，并对这些问题进行了分析、论证。根据实际检测经验以及论证结果提出了解决方案，为广大检测人员提供参考，便于在实际检测过程中对此类问题的解决，提高工作效率，保证量值的准确可靠。

【关键词】 影像测量仪;校准规范;实际应用

Abstract： This article studies the problems that may occure during the calibration of the imaging probe measuring machines based on JJF 1318-2011 Calibration Specification for Imaging Probe Measuring Machines，and analyzes and demonstrates of these problems. It provides solutions for the inspectors who may meet these problems in the actual inspection process based on practical experiences and the results of the demonstration，which can improve work efficiency，ensure the accuracy and reliability of the measurement.

Key words： imaging probe measuring machines;calibration specification;practical application

影像测量仪是建立在CCD数位影像基础上，依托于计算机屏幕测量技术和空间几何运算的强大软件能力而产生的非接触式几何量测量设备，近些年在许多行业中普及，而不同型号类型的影像测量仪的技术特点存在差异。因此，在依据JJF 1318-2011《影像测量仪校准规范》对不同型号的影像测量仪进行校准时，也相应侧重于不同的参数。但无论是早期的影像测量仪还是系统配置完善、各方面性能优异的新型影像测量仪，EXY（测量平面内的尺寸测量误差）均是其校准过程中主要的校准参数之一。

1 影像测量仪的工作原理

影像测量仪主要由机械主体、标尺系统、驱动控制系统、软件系统组成和探测系统等部分组成，运用各系统协同工作。将工件摆放在样品台上，驱动控制系统来控制运动部件，使得X、Y、Z三个轴向移动到合适的坐标位置，工件的图像会清晰地被CCD和照明系统收集，再由CCD进行光电转换程序使得图像数字化，通过影像测量仪的分析软件获得所要检测的几何量尺寸。

2 校准方法及在校准过程中遇到的问题

进行影像测量仪校准时，先可对仪器进行初始状态的校准，选择合适的测量系统配置，将仪器的自动对焦功能调到中高倍率，对线纹重新对焦，考察重复性，将镜头倍率从大倍率切换到小倍率并对着固定点，观察光轴瞄准点有无明显偏移，以此来确认仪器技术状态和要采取的校准方案。

顺序校准EV、PV、P2D、EXY、EZ、EC、PZ，EV可以确定影像系统标定无误，不会因影像系统标定差错导致测量其他参数超差，然后在重新标定重复校准。

以下依据JJF 1318-2011《影像测量仪校准规范》校准参数EXY的涵义以及操作过程中遇到的问题予以讨论。

EXY即为与探测系统光轴方向垂直的测量平面上尺寸测量的示值误差，是检测计量器具、工件等的二维尺寸时的重要指标，而对于平面的X、Y轴方向示值误差的检测，JJF 1318-2011《影像测量仪校准规范》中从测量位置、测量间隔、瞄准方式、逼近方向、测量顺序和测量次数等方面做了要求。

关于测量位置，JJF 1318-2011中对测量EXY的位置的定义为：当使用线纹尺作为标准器时，在垂直于影像测量仪光轴的工作台面上沿测量范围内两条对角线方向和另两个分别平行于X轴和Y轴的方向，共四个位置;

关于测量间隔，JJF 1318-2011中指出：每个位置测量5个间隔，最小间隔不大于平面对角线的10%，最大间隔不小于平面对角线的66%，其他间隔大致相等。

根据测量位置以及测量间隔的要求，对实际校准过程分析如下：

当平面对角线为与探测系统光轴方向垂直的测量平面的对角线时（设为R1）：则EXY中两个分别平行于X轴和Y轴的方向所采取的测量间隔，即应根据上述要求，可以得到EX与EY的间隔应为最小间隔不大于10%R1，最大间隔不小于66%R1，以TESA VISIO 300 DCC影像测量仪为例，其X方向为300 mm，Y方向为200 mm，则对角线为360 mm，则五个间隔中最大间隔的最小值应为360 mm×66%=237.6 mm，而Y方向量程只有200 mm，无法按照此要求分段校准。

为了进一步运用公式化模型来确认何种情况下无法使用该方法，设X轴方向测量范围为x，Y轴方向测量范围为y，对角线为R，则有x2+y2=R2，经论证，设x≤y时，若y2/x2>1.296时，x<0.66R，则无法使用上述方法进行测量间隔划分。

3 结论

综上所述，JJF 1318-2011《影像测量仪校准规范》中所规定的测量间隔为对EV、EXY、EZ的通用要求，但并不适用于所有型号的影像测量仪。因此，在实际校准过程中无法按规范要求设定间隔时应视具体情况而定。设测量平面X方向量程为RX，设置X方向的测量间隔时，则应选择最小间隔不大于10%RX，最大间隔不小于66%RX，其他间隔大致相等，Y轴方向采用同样方法。两条对角线方向，则可按照规范中的要求进行测量间隔的设定。

【参考文献】

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【作者简介】

陈姗姗（1988-），女，工程师，硕士，研究方向为几何量计量。