JJF(军)116-2016三维轮廓光学扫描测量仪校准规范

货号：AUBAT-116SW

标准器推荐选择由陶瓷、钢、铝或其它具有漫反射表面的适当材料和工艺制成。

a)标准球

用于探测误差校准的标准球直径不小于 25mm，直径校准结果的不确定度U≤1.5μm(k=2)，圆度优于被校仪器探测误差的1/3;

b)球杆

球杆上标准球直径不小于25mm，圆度优于被测仪器探测误差的 1/3，球心距校准不确定度U≤5μm(k=2)。球杆标称长度常用的有0.5m，1m，1.5m，2m等，校准时*长球杆长度不小于仪器测量空间体对角线长度的 2/3。适用于视场范围大于500mmx500mm的三维轮廓光学扫描测量仪的校准;

c)球板

球板上*小标准球直径应不大于10mm，*大标准球直径应不小于35mm，圆度优于被测仪器探测误差的 1/3:*大球心间距不小于仪器测量空间体对角线长度的2/3，球心距校准不确定度U≤5μm(k=2）。适用于视场范围不大于500mmx500mm的三维轮廓光学扫描测量仪的校准;

d)球架

球架上标准球直径不小于25mm，圆度优于被测仪器探测误差的1/3;标准球不共面且数量不少于4个，球架上*大球心距离不小于500mm，任意两标准球间球心距离校准不确定度U≤5μm(k=2)。

本规范适用于采用结构光测量原理(包括投影光栅式、手持激光线扫描式等类型)的三维轮廓光学扫描测量仪的校准。投影光栅式扫描测量仪单帧测量范围一般不大于2000mmx1500mmx1500mm;手持式激光扫描测量仪激光线条范围一般不大于275mmx250mm，测量景深范围不大于250mm。

计量特性

1 形状探测误差

采用标准球作为标准器具，各测量点与*小二乘拟合球球心之间径向距离的变化范围。拟合球常由自由半径*小二乘法拟合计算得到。

2 尺寸探测误差

采用标准球作为标准器具，拟合球的直径与标准球直径的差值。

3 球心距离测量误差

采用球杆(或球板)作为标准器具，拟合球球心距离与参考值的差值

4 坐标测量误差

采用球架作为标准器具，扫描测量标准球架上的一系列标准球的球面轮廓，拟合得到若干个球心坐标，计算各球心坐标点的距离值与参考值的差值，取其中误差**值*大者为坐标测量误差

5 端面长度测量误差

采用量块作为标准器具，扫描测量量块两个工作面轮廓(可使用显影剂)，任意一工作面中心区域一点到另一工作面上测量点云拟合平面的距离，与量块中心长度的差值。

校准方法

1 形状探测误差

对于手持激光线扫描式光学扫描测量仪，固定标准球后，手持仪器从不同的方向扫描测量标准球球面，使球体表面轮廓尽可能的被测量到。对于投影光栅式光学扫描测量仪，固定标准球后，调整仪器的位置姿态，使扫描测量仪能够从至少五个不同的方位进行测量，使球体表面轮廓尽可能的被测量到，。在整个测量空间内至少均匀分布5个位置，计算中允许删除的异常测量点不超过 0.3%，并在原始记录中注明。取各位置中探测误差**值*大值作为仪器探测误差。

2 球心距离测量误差

对于手持激光线扫描式光学扫描测量仪，操作扫描仪测量标准球杆两个标准球球面轮廓，并通过数据拼接使其处于同-个坐标系内。对于投影光栅式光学扫描测量仪，调整仪器位置姿态，使球杆两个标准球能够同时处于视场内。将标准球杆放置在视场空间内多个位置进行测量，球杆摆放位置。校准用标准球杆长度应不小于视场空间对角线长度的2/3。在每个位置安装固定好球杆后采用“单视角"模式测量球杆两端球面轮廓。取多个测量位置球心距离测量误差**值*大者作为仪器的球心距离测量误差。

3 坐标测量误差

使用球架对三维轮廓扫描测量仪坐标测量误差进行校准。通过多站位扫描测量及数据拼接，得到球架上不同标准球球面轮廓的点云数据，拟合得到若干个球心坐标。计算球架上各标准球球心坐标距离值与参考值的差值，取其中**值*大者为坐标测量误差。