觸發式測頭的校正原理，黄片91測量提供專業品（pǐn）質測（cè）量產品

一、為（wéi）什麽要校正測頭

標定測頭的主要原因有兩個：一是獲得測頭紅寶（bǎo）石（shí）球的補償直徑，二是不同針頭位（wèi）置與第一（yī）針頭位（wèi）置的關係。

由於被測坐標測量機（jī）中的測量針是（shì）由被測部分測量寶（bǎo）石球的接觸麵積、測（cè）量頭（傳感器）的一個（gè）接觸測量信（xìn）號，該信（xìn）號進入計數係統，將在光柵計數器鎖存的瞬間發送到計算機，在工作時測量軟件將接收到一個X.Y，點（diǎn）的Z坐標。該坐（zuò）標點可（kě）以理解為針寶石球中心的坐標，與針寶石球（qiú）與（yǔ）工件的接觸點相差一個（gè）寶石球半徑。為了計算（suàn）我們想要的精確接觸坐標，必須通過校準探針來獲得探針寶石球的一半/直徑。

在實際測量工程中，零（líng）件不能隨意移動和翻轉。為了（le）便於測量，需（xū）要根據實際情況選擇不同的（de）測頭位置、長度和形狀（星形、柱形和針形）。為了使這些不（bú）同（tóng）的探針位（wèi）置和不同的探針所測得的元素能夠（gòu）直接計算出來，在計算時需要對它（tā）們之間（jiān）的關係進行（háng）測量（liàng）和轉換。因此需要對測頭進行校準（zhǔn）。

二、測頭校正的原理

測頭校正主要使用標準球進行。標準球的直徑（jìng）在（zài）10mm至50mm之（zhī）間，其直徑和形狀誤差經過校準（zhǔn）(廠家配置的標準球均有（yǒu）校準證書)。測頭校正前需要對測頭進行定（dìng）義，根據測量軟件（jiàn）要求，選擇(輸入（rù）)測座、測頭、加長杆（gǎn）、測針、標準球直徑（jìng）(是標準球校準後的實際直徑值)等，有的軟件要（yào）輸人測針（zhēn）到測座（zuò）中心距離，同時要分別（bié）定義能夠區別其不同角度、位置或長度的測（cè）頭編號。手動、操縱杆、自動方式在（zài）標準球的最大範圍內觸測5點以上(一般推薦測7~11點)，點的分布要均勻，如圖1所示。

計算機軟件通過（guò）這些點的寶石球中心坐標x、y、z值，進（jìn）行球的擬合計算，得出擬合球的球心坐標、直徑（jìng）和形（xíng）狀誤差。將擬合球的直徑減去標準球的直徑，就得出校正後測針寶石（shí）球直徑即“動態直徑”。

當其他不同角度、位置或不同長度的測（cè）針按照以上方法校正後，由（yóu）各擬合球中心點坐標差別，就得出各測頭之間的（de）位置關係，由軟件生成測（cè）頭關係矩陣（zhèn），當我們使用不同角度、位置和長度的測針測量同一個零件不同（tóng）部位的元素時，測量軟件都把它們轉換到同一個測頭號(通常是1號測頭)上，就象一（yī）個測頭測量的一樣。凡是經過（guò）在同一標（biāo）準球（qiú）上(未（wèi）更換位置的)校正（zhèng）的測頭，都能準確實現這種自動轉換。

三、動態直徑比靜態直徑小的（de）原因

在了解測頭校正的原理後，我們就很容易解釋測針動態直徑比靜（jìng）態直徑小的原因了（le）。

(1)觸發式測（cè）頭在原理上相當於杠杆（gǎn）結構。觸測時，必須使（shǐ）傳感器能（néng）夠觸發（fā）(相當於開關（guān）斷開)才能發出信號。由（yóu）於測針(力臂)有一定的長度，所以在測針的寶（bǎo）石球接觸標準球後，還要運行一段距離，才能使傳感器觸（chù）發，測針（zhēn）越長這段距離越大。因此造成觸發（fā）信號（hào）的（de）延（yán）遲，使（shǐ）擬合球的（de）直徑小於寶石球直徑和標準（zhǔn）球直徑之和。當軟件把擬合球的直（zhí）徑減去標準球直徑後，我們得到的校正後測針的“動態直徑”就比其（qí）靜態直（zhí）徑小。.

(2)測針在觸測過程中，會有稍許變形，加大了信號的延遲，也是造成這種現象（xiàng）的原因之一。

(3)傳感器(測頭)的觸發（fā）信號到達計數器，需要的時間是（shì）固定的。但是在這段時間內光柵（shān）讀數的變化率與測量機的觸測速度有關。觸測速度快時（shí），測針的“動（dòng）態直徑”就小。

四、校正測（cè）頭要注（zhù）意（yì）的問題

標定後的動態直徑小於靜態直徑，不會影響測量機（jī）的測量精度。相反，它（tā）還補償了接觸測（cè）量的延遲和針頭測（cè）量（liàng）的變形，因為測量機使用的針測量軟件的球半徑修（xiū）正（將針測量的球中心點坐標轉換為接觸點坐標）是動態直徑，而不是靜（jìng）態直徑。校準測頭時，應注意以下問題：

（1） 測量座、測量頭（傳感器）、延長杆、測量針、標準球安裝可靠、牢固，無鬆動、間隙。檢查安裝好的針和標準球是否牢固後，擦（cā）拭針和標準球（qiú）上的手印和汙漬，保持針和標準球清潔。

（2） 測頭校準（zhǔn）時的（de）測量速度應與測（cè）量時一致，應采用自動測量方法。采用人工校正方法時，應注意（yì）測量速度和位置的均勻性。注意觀察修正後（hòu）的針徑與修正前相同長度的修正結果是否有較大偏差，修正時的形狀誤差。如果（guǒ）有明顯（xiǎn）的（de）變化，查找原因或（huò）清潔標準球和針。重複2~3次糾正，觀察結（jié）果的重複程度（dù）。檢查測頭、針、標準球安裝是否牢（láo）固，檢查（chá）儀（yí）器工作狀態。

（3） 當需要多個（gè）測頭角度、位置或不同測頭長度進行校準時，校準後必須檢查校（xiào）準效果（精度）。方法是：在校準所有定義（yì）的測頭後，利用測（cè）頭的功能，依次用所有校正後的測頭測量標準球，觀察球（qiú）中心坐標的變化。如果有1~2米（mǐ）的變化，是正常的。如果變化比較大，就要檢查底座、測頭、延長杆、針和標（biāo）準球的安裝是否牢固，這是造成這種現象的重要原因。

（4） 更（gèng）換測頭（tóu）（不同的（de）軟件方法（fǎ）不同），因為測頭的長度是測（cè）頭自動校準（zhǔn）的重要參數。如果輸入測頭長度誤（wù）差，會引（yǐn）起測頭異常碰撞（zhuàng）。如果針頭損壞，針頭也會損壞。-小心點。

（5） 正確輸入標準球（qiú）徑。從校準測頭的原理可以看出，標（biāo）準球直徑直接影響針寶石球直徑的校準值。雖然這是一個“低概率事件”，但對於初（chū）學者來說是可能的。

五、結論

綜上（shàng）所述，觸發測頭的動態半徑小於靜態半徑是正常的結果，因此測量人員無需為此而煩（fán）惱（nǎo）。測頭的標定是（shì）測量過（guò）程中（zhōng）的一個（gè）重要環節，學校中心產生的誤差將直接（jiē）加到測（cè）量結果中。特別是在使用組合式測（cè）頭（多（duō）測（cè）頭角度、多測頭位置、多測頭長度）時，其校準精度尤為重要，必須（xū）引起我們的高度重視。當發（fā）現問題時，重新檢查測頭校準的結果會浪費寶貴的時間，並且會增加很多（duō）工作。