合作项目“垂直焦点探测”完成

在与布鲁克·阿利科纳（Bruker Alicona）的合作项目中，经过六个月的研究，我们对光学测量设备（布鲁克·阿利科纳 µCMM）的“垂直焦点探测”测量模式的计量学特性进行了研究。该测量模式能够对垂直表面（例如钻孔）进行测量。通过对测试样本（例如量块、球体、环规、塞规）的测量，确定了测量偏差、所用物镜的影响、表面特性以及可测量的斜率角度范围。除了使用“垂直焦点探测”测量模式进行测量外，还使用“焦点探测”测量模式进行了测试测量，该模式测量轮廓而非面积。

测量结果显示，如果垂直表面（例如钻孔直径）未经过抛光，则可以以较低的测量偏差对其进行尺寸测量。单个测量点的随机测量偏差大于传统焦点变化测量的偏差。

测量的前提条件是被测表面能够将足够的光线散射回物镜。对于许多测量对象，可以通过在测量对象下方放置反射膜来增强这一效果。

测量偏差取决于所用物镜，并且在使用更高倍率、更大数值孔径的镜头时偏差更小。在一个已使用一段时间的1毫米量块上，使用20倍物镜时测量偏差为2.12微米，而使用50倍物镜时测量偏差为0.15微米。在一个直径为0.5毫米的塞规上，直径偏差分别为1.8微米（20倍物镜）和0.21微米（50倍物镜），见图1。

使用“焦点探测”测量模式时，测量偏差与垂直焦点探测的偏差在同一数量级（见图1右）。

在对球体进行测量时，未发现显著的系统测量偏差，因此在测量球体时，可以将使用传统焦点变化测量的球冠与使用垂直焦点探测测量的赤道区域的测量结果融合。