影像測量儀校準規(guī)范的實際應(yīng)用研究

【摘要】 本文研究了JJF 1318-2011《影像測量儀校準規(guī)范》中“測量間隔”的選取在實際應(yīng)用中存在一定的問題，并對這些問題進行了分析、論證。根據(jù)實際檢測經(jīng)驗以及論證結(jié)果提出了解決方案，為廣大檢測人員提供參考，便于在實際檢測過程中對此類問題的解決，提高工作效率，保證量值的準確可靠。

【關(guān)鍵詞】 影像測量儀;校準規(guī)范;實際應(yīng)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

影像測量儀是建立在CCD數(shù)位影像基礎(chǔ)上，依托于計算機屏幕測量技術(shù)和空間幾何運算的強大軟件能力而產(chǎn)生的非接觸式幾何量測量設(shè)備，近些年在許多行業(yè)中普及，而不同型號類型的影像測量儀的技術(shù)特點存在差異。因此，在依據(jù)JJF 1318-2011《影像測量儀校準規(guī)范》對不同型號的影像測量儀進行校準時，也相應(yīng)側(cè)重于不同的參數(shù)。但無論是早期的影像測量儀還是系統(tǒng)配置完善、各方面性能優(yōu)異的新型影像測量儀，EXY（測量平面內(nèi)的尺寸測量誤差）均是其校準過程中主要的校準參數(shù)之一。

1 影像測量儀的工作原理

影像測量儀主要由機械主體、標尺系統(tǒng)、驅(qū)動控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組成和探測系統(tǒng)等部分組成，運用各系統(tǒng)協(xié)同工作。將工件擺放在樣品臺上，驅(qū)動控制系統(tǒng)來控制運動部件，使得X、Y、Z三個軸向移動到合適的坐標位置，工件的圖像會清晰地被CCD和照明系統(tǒng)收集，再由CCD進行光電轉(zhuǎn)換程序使得圖像數(shù)字化，通過影像測量儀的分析軟件獲得所要檢測的幾何量尺寸。

2 校準方法及在校準過程中遇到的問題

進行影像測量儀校準時，先可對儀器進行初始狀態(tài)的校準，選擇合適的測量系統(tǒng)配置，將儀器的自動對焦功能調(diào)到中高倍率，對線紋重新對焦，考察重復(fù)性，將鏡頭倍率從大倍率切換到小倍率并對著固定點，觀察光軸瞄準點有無明顯偏移，以此來確認儀器技術(shù)狀態(tài)和要采取的校準方案。

順序校準EV、PV、P2D、EXY、EZ、EC、PZ，EV可以確定影像系統(tǒng)標定無誤，不會因影像系統(tǒng)標定差錯導(dǎo)致測量其他參數(shù)超差，然后在重新標定重復(fù)校準。

以下依據(jù)JJF 1318-2011《影像測量儀校準規(guī)范》校準參數(shù)EXY的涵義以及操作過程中遇到的問題予以討論。

EXY即為與探測系統(tǒng)光軸方向垂直的測量平面上尺寸測量的示值誤差，是檢測計量器具、工件等的二維尺寸時的重要指標，而對于平面的X、Y軸方向示值誤差的檢測，JJF 1318-2011《影像測量儀校準規(guī)范》中從測量位置、測量間隔、瞄準方式、逼近方向、測量順序和測量次數(shù)等方面做了要求。

關(guān)于測量位置，JJF 1318-2011中對測量EXY的位置的定義為：當使用線紋尺作為標準器時，在垂直于影像測量儀光軸的工作臺面上沿測量范圍內(nèi)兩條對角線方向和另兩個分別平行于X軸和Y軸的方向，共四個位置;

關(guān)于測量間隔，JJF 1318-2011中指出：每個位置測量5個間隔，最小間隔不大于平面對角線的10%，最大間隔不小于平面對角線的66%，其他間隔大致相等。

根據(jù)測量位置以及測量間隔的要求，對實際校準過程分析如下：

當平面對角線為與探測系統(tǒng)光軸方向垂直的測量平面的對角線時（設(shè)為R1）：則EXY中兩個分別平行于X軸和Y軸的方向所采取的測量間隔，即應(yīng)根據(jù)上述要求，可以得到EX與EY的間隔應(yīng)為最小間隔不大于10%R1，最大間隔不小于66%R1，以TESA VISIO 300 DCC影像測量儀為例，其X方向為300 mm，Y方向為200 mm，則對角線為360 mm，則五個間隔中最大間隔的最小值應(yīng)為360 mm×66%=237.6 mm，而Y方向量程只有200 mm，無法按照此要求分段校準。

為了進一步運用公式化模型來確認何種情況下無法使用該方法，設(shè)X軸方向測量范圍為x，Y軸方向測量范圍為y，對角線為R，則有x2+y2=R2，經(jīng)論證，設(shè)x≤y時，若y2/x2>1.296時，x<0.66R，則無法使用上述方法進行測量間隔劃分。

3 結(jié)論

綜上所述，JJF 1318-2011《影像測量儀校準規(guī)范》中所規(guī)定的測量間隔為對EV、EXY、EZ的通用要求，但并不適用于所有型號的影像測量儀。因此，在實際校準過程中無法按規(guī)范要求設(shè)定間隔時應(yīng)視具體情況而定。設(shè)測量平面X方向量程為RX，設(shè)置X方向的測量間隔時，則應(yīng)選擇最小間隔不大于10%RX，最大間隔不小于66%RX，其他間隔大致相等，Y軸方向采用同樣方法。兩條對角線方向，則可按照規(guī)范中的要求進行測量間隔的設(shè)定。

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【作者簡介】

陳姍姍（1988-），女，工程師，碩士，研究方向為幾何量計量。