摘要：只有在新的仪器或者设备推出后，校准规范才会被制定，而这种先后顺序，造成了计量工作者在此阶段校准方法和校准过程的不确定性和困惑。因此，数据真实性就不能被保证。本人针对非接触式三坐标校准方法，谈谈自己的认识。
关键词：校准 校准规范 认识
几何量测量一般可以分为两种类型，一类以截面尺寸、空间交点及圆柱、圆锥、台阶、孔距、精确分度等为对象，适合于接触探测的测量任务；另一类以大量细小的孔或槽为对象，或者以易划伤、薄壁、弹性变形大的非金属材料工件为对象，适合于非接触探测的测量任务。整个测量过程是非接触的，不存在机械力交互作用，测量结果准确可靠。此系统目前主要被工业、企业、高校、军事单位和政府单位应用在材料测试、碰撞实验、无损检测、振动分析、高速测量项目、生物测试等领域。非接触式三坐标在电子行业更有着不可替代的的应用需要。大量应用于塑料等非金属材料试件测量、手机模具的生产，印刷线路的生产。这些工厂如采用传统的接触式三坐标已经不能满足测量的要求。近年来，随着CCD摄像测量、激光测量等技术的发展，已经使非接触式坐标测量机在解决第二类测量问题时的适用性、准确性和高效率足以与接触式测量机在解决第一类测量问题时相媲美，同时还使非接触式测量由原来的纯二维测量发展为三维测量技术。
笔者身处天津地区，服务客户90％都来自电子行业，亲眼目睹了该类仪器的出现、普及。从每年校准一两台到这几年每年校准近30台。逐渐收集积累了一些资料和体会。和其它新型高科技仪器的发展过程一样，由于标准制定的滞后性，到目前为止国家尚未颁布该类仪器的验收、校准规程规范。由于该设备属于高精度贵重仪器。在没有校准规范的阶段，校准方法、校准数据的准确性和合理性成为了首要的问题。目前，现行的JJF1064—2004《坐标测量机校准规范》仅适用范围是使用接触式探测系统的坐标测量机的校准。而非接触式三坐标不能完全适用，我们只能借鉴规范中的一些校准方法。
从下面表格中列出检测对比方法中，大家可以看出检测仪器不同的异同。
对于以上表格的几点补充和解释：
1.环境要求：安装地点影响测量的温度条件、湿度条件和震动条件，其允许极限，在校准时由用户规定或给出，在验收校准时由制造厂商规定。
2.对于标准板的选择无法规定具体的精度要求。每台非接触式三坐标出厂时随机配备一个可以进行自校的标准孔板，形式各有不同。但对于计量部门，我个人认为应选择圆度均小于0.1μm的同心圆，且这种标准板应采用透光性好、稳定性能好的的有机材料。在校准过程中，应在CCD显示的全屏四个角位置进行校准，且在每个位置测量标准板的孔径应满足仪器标称的MPE。
3.在测量尺寸误差和回程误差时应在每个测量方向上，至少取三次测量结果的平均值作为测量结果。
4.以上所说的校准方法的测量过程必须在“自动”模式下进行。以尽量减少来自人员、设计结构本身、和运行程序选择衔接等等给校准结果带来的影响。
5.评价非接触式三坐标是否符合其最大允许误差或精度的要求，要针对每台三坐标的具体出厂技术说明书要求，或者根据用户和供应商预先签署的技术合同的要求而定，因为这类仪器同样有不同精度、不同测量范围的基本问题。目前并没有统一的国家标准、规范等的规定。
6.标准玻璃刻线尺应至少选用二等标准玻璃线纹尺，我目前使用的是长度为600mm、精度0.2+L/330μm的玻璃刻度尺，此玻璃刻度尺膨胀系数为1×10－9μm/℃。其次，在校验过程中还应注意一个更重要的问题，就是限于条件目前大多数计量部门多数是采用200mm玻璃线纹尺，由于量程的限制在校验过程中需要将刻度尺首尾相接使用。因为需要重新调整仪器状态，所以这种方法会带入调整误差，会使测量结果的精度大大降低，所以本人不建议采用这种方式，当不得已时，除注意调整细节外，一定要对本次测量结果做出合适的不确定度评估，并报告给客户。
7.非接触式三坐标z轴的读数原理，多数是根据CCD读取测量表面明暗交接点来采集数据的。所以在使用量块时应最好选用量块工作表面较少划伤的标准块，笔者做过几组相同尺寸、但量块工作表面质量不同的组别来完成三坐标Z轴的精度校准。量块表面有浅划伤的和量块表面无瑕疵的，测得结果间相差近10m—30m,可看量块的表面质量对这种工作原理的仪器测量结果的影响不可忽视。其次另一点也应该注意，在校准Z轴过程中，应将选用的量块全部平置在工作台上，受现场条件的限制不建议在校准现场采用量块研合的方法。校准过程中允许X或Y轴有短距离的移动。
8.在JJF1064—2004中没有对回程误差的校准项目。但是笔者认为，光栅尺的采集数据过程不存在机械部分的回程误差。但是，光栅尺中子光栅和母光栅的莫尔条纹确实存在一定的宽度。所以光栅尺在移动过程中会将很小的半条带宽的误差带到读数中。故笔者建议校准人员不要忽视对回程误差的校准。且本人在实际工作中发现过正行程数据很好但回程误差较大的情况。有些坐标测量机具备接触式和非接触式两种测量方式，在校准工作人员应分别对两种测量方法都实施逐项校准。以止的论述属于个人观点，但是在实际工作中已经得到一定的验证。所以，在目前国家尚没有发布校准规范的阶段，我暂做出以上总结供同行参考并希望得到同行专家的指教。
参考文献：
《坐标测量机校准规范》JJF1064—2004
《工具显微镜检规》JJG56—2000
《几何量测量设备校准中的不确定度评定指南》JJF1130—2005