校準三坐標測量儀的工具介紹

由于側重點不同，各國制造商和計量標準部門對三坐標測量機提出了若干份計量標準。在各國的標準中，所推薦使用的標準器也是不完全相同，可以根據測量目的和要求加以選擇。

標準三坐標測量機所用的標準器種類繁多，在周期校準中，通常采用的標準器是雙屏激光干涉儀、量塊、步距規等。在中間檢查中通常采用的標準器是量塊、步距規、球板、孔板、標準球、球棒、環規、3D標準器等。下面介紹常用的三種標準器。

一、量塊

量塊是對三坐標測量儀進行示值誤差校準時最常用的實物標準器。它的優點是使用廣泛、安裝操作簡便、溯源能力強、準確度高；缺點是測量時間長、最大測量長度只有1m。

用量塊測量時，需將選取的不同長度的量塊安裝在專用支架上，使量塊的方向與要測量的軸或空間方向一致。專用支架上有可調節的支撐點，安裝量塊時應該注意將量塊支承在離兩端0.2113L（L為量塊長度）的支承位置上，以保證量塊的兩個測量面相互平行。

測量結果中應引入標準量塊修正量和溫度偏離20℃時的溫度修正。

三坐標校準工具——量塊

二、球板

標準規范中引入了球板作為長度測量不確定度評 價的一種可選擇的工具。它的優點是操作簡便、快速，溯源能力強，球板是二維標準器，可獲得比一維標準器更豐富的信息，如對25個球的球板進行測量，可以得 到300個長度測量值，對25個球的球板進行兩個相交位置的測量將得到600個測量數據。通過球心距的測量可以計算得到三坐標測量機所有幾何參數。球板的 校準方法并不復雜，但校準的不確定度比量塊差，同時球板的最大和最小長度尺寸受到限制。球板對較低準確度的中小型坐標測量機是可選的標準器。

使用球板作為標準器，是通過計算點間距離進行長度測量示值誤差的校準。

常用的球板為5行x5列，240mmx240mm，332mmx332mm，532mmx532mm。最大的球板可制成1mx1m，有17行x17列標準球。球板為鋼制材料，標準球為陶瓷材料制成，通過液氮冷卻技術將陶瓷卡緊固定。標準球在球板的兩面均可探測到。

三坐標校準工具——球板

三、雙頻激光干涉儀

雙頻激光干涉儀是一種高準確度、便攜式的干涉測量儀器。由于其信號的抗干擾能力較強，結構緊湊、信號穩定，不僅可在實驗室條件下使用，也適用于車間現場， 其測量長度可達十幾米乃至幾十米。此外，它的使用范圍也廣泛，除測長外，如配以相應的光學附件，還可以進行直線度、小角度、平面度、速度、平行度的測量， 也可以用來校準三坐標測量機三個運動方向的垂直度等。是精密機械、船舶和飛機制造業中大尺寸精密測量的不可缺少的精密儀器，技術相當成熟。

雙頻激光干涉儀的特點是測量準確度高，儀器固有系統誤差僅 為0.1Lum（L為測量長度，單位是m），測量范圍大，測量數據豐富，適合測量三坐標測量機各項幾何誤差。但設備昂貴需要專門配備，技術性強，對操作人 員要求高，較費時，并且對測量任務不能直接溯源，較適合三坐標測量機的出廠驗收檢測和對大型三坐標測量機示值誤差的附加校準。

三坐標校準工具——雙頻激光干涉儀