番禺东涌镇电器厂仪器技术局

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测量系统的配置对于仪器的结果具有直接的影响。本规范当中，对于仪器系统的配置是要求仪器人员根据实际情况加以考虑。实际操作中可以这样来选择较为合理可行:A对于验收:按照仪器的说明书、供应商的技术合同当中的要求配置影像系统;B日常:可按照客户日常使用配置进行仪器，如仪器结果无法满足客户运用要求，可以与客户协商优化仪器设置(如镜头倍率、光源设置等)，并建议日常使用保持该设置。

仪器项目和仪器方法

规范中列出了影像测量仪共有两大类7个参数，一类是探测误差，包含P_2D,P_v,P_z;另一类是尺寸误差，包含E_xy,E_v,E_c,E_z。这些项目并非对每一台仪器都适用，笔者按照现在仪器的技术特点，将仪器划分为三个层次，以及每个仪器可以的参数供参考。

层次1的仪器，一般都是早期的影像测量仪，仅用摄像头和显示器来捕捉显示被测对象，一般无数据处理系统或仅有简易数据处理器，依靠人工找正、压线、手动测量。该类仪器只能，对角线方向如有工件坐标旋转功能的仪器可建立工件坐标系后再测量;无建立工件坐标功能的仪器可以在线纹尺测量轴线与被测线纹相交处采点坐标的方法，用勾股定理计算点点坐标距，以对仪器平面测量性能做一个判别，但这样对压线瞄准要求较高，纵横方向都要压准。

层次2的仪器的特点是一般都配有计算机系统和功能较完备的测量软件，具有在工件影像上采点测量，组合评价的功能，但是受成本、技术水平的限制，仪器存在Z轴方向无测量功能或仪器自动对焦的重复性不够好，Z轴相对X,Y轴的垂直度，摄像机光轴相对Z轴的平行度没有经过严格等缺陷。该类仪器可根据实际情况E_v,P_2D,P_v,E_xy。这类仪器的P_z一般都较大，可以用高倍率瞄准一个尖点，而后切换到低倍率观察十字星变动情况来快速检查定性，市面常见的仪器大都在(0.Ox~0.1x)mm的范围，远大于仪器的尺寸测量误差允差。

自动对焦重复性不好，E_z，E_C参数也就无从。这类仪器可在简单检查后可与客户进行沟通，告知仪器只适用于平面定倍测量，如客户不需要具体数据就不用花费很多精力去测量一些没有使用价值的参数。

层次3的仪器特点是系统配置完善，摄像机性能优异，对焦算法精确，有些配备了触发测头，机械三轴和光轴经过了严格的，这类仪器技术水平完全达到了光学坐标测量机的要求。这类仪器按《影像测量仪》或《坐标测量机》规范来执行都未尝不可，可按实际需求来灵活掌握。这里面一个难点是E_z，规范中说明可以用量块或台阶规进行。对于没有触发测头，利用镜头对焦来进行Z轴测量的仪器，选择对焦点比较有难度。如果是为了对比度较好选择边缘对焦，就会受到量块倒角的影响;选择工作面的中间只能对一些很轻的划痕对焦，而每个量块工作面情况不一样，对焦效果也不甚理想甚至无法对焦。这里笔者建议可以在量块工作面上用油性笔画出对焦标记，完成后再用酒精擦拭干净。对于镜头倍率的选择，在厂商有明确要求的时候可以按照厂商规定;没有参考的时候该如何选择，笔者也做了对比试验。在不同倍率下对同一目标重复对焦10次，结果列下表2。

可见倍率升高，对焦重复性就变好，但并不是倍率越大的时候最好。因为倍率时候，受镜头成像品质，被测物放大后边缘状况等因素影响，所得图像边缘质量往往不是最高的。这个实验结果虽然因仪器配置、性能、标准器不同而会有所差异，但是选择仪器的中高倍率进行还是比较可行的。

此外，还有一类比较特殊的工作台固定式的影像测量仪，规范也已经说明了仅E_v。对于采用定焦镜头的仪器，相应的P_Z也无法进行。

在开展仪器的时候，笔者总结了一个比较合理的顺序供大家参考。首先是对仪器进行初始状态的。包括选择适合的测量系统配置(照明、镜头倍率等);有自动对焦功能的仪器调节到中高倍率，对线纹进行重复对焦考察重复性，或查阅仪器说明书确认仪器Z轴是否有测量功能;对准固定目标点，将镜头倍率从大倍率切换到小倍率观察光轴瞄准点有无明显偏移，以初步确认仪器的技术状态和采取的方案。最后，在选定的配置下，按仪器操作步骤进行影像系统标定，内对焦镜头可以在E_v超差时再检查标定数据。然后按照E_v,P_v,P_2D,E_xy,E_z,E_c,P_z顺序进行，而不必按照规范表2的顺序执行。先E_v可以确定影像系统标定无差错，不会因影像系统标定差错导致测量其他参数超差后再重新标定重复。其他项目测量顺序也是考虑了由简到繁，由误差源少的项目到综合各项误差的项目，目的是在测量到某些项目出现异常时可以有前面的数据作为支撑，来判断是仪器本身问题还是操作过程有问题。

以上是世通仪器在多年工作经验中，对影像测量仪进行仪器和仪器时的一些体会和具体操作实践的总结，希望与大家的交流中不断提高相关仪器的技术。