利用线性修正方法预判影像测量仪示值误差的调校效果

　　引言

　　影像测量仪作为几何量测量中一种新兴的二维测量仪器，其结合了传统光学与最新数码科学技术，随机配备功能完备的几何量测软件;操作者即可精确、快速的找到待测位置，并将以往用肉眼在显微镜下所观察的影像数字化，又可直接在计算机显示器上显示并量测。引入CNC技术的影像测量仪使操作者彻底摆脱了目测手记的传统测量方法，大大提高了测量效率，减小了人为误差，真正具有了操作简便、速度快、功能齐全、使用范围广、性能价格比高的特点，被广泛用于精密电子、PCB 板、印刷电路、模具、五金塑胶等行业的几何量检测，成为工具显微镜和投影仪的升级换代产品。

　　在对影像测量仪的校准过程中，经常碰到示值误差的调校问题(本文仅讨论一维示值误差的调校)。影像测量仪多采用光栅作为测量系统，一般说来，其示值误差包含随机效应带来的误差和系统效应带来的误差。随机效应带来的误差多由光栅刻划、导轨磨损等原因产生，没有规律，难以修正;而由光栅装配、仪器运或使用中的碰撞等原因导致的线性误差则是最为常见的，也是可以通过补偿修正的。本文试将线性修正的方法用于分析校准数据，有效的分离出线性误差和随机误差的影响，使得在调校仪器之前就能对调校后的效果又一个基本的了解，也可帮助分析误差产生的主要原因，减少调校的盲目性，提高工作效率。

　　1 方法探讨

　　线性修正方法很多，最常用的方法有两种：两端点连线法和最小二乘法。前者是通过连接测量误差曲线的首尾两点，然后各测量点数据减去修正曲线在相应测量点上的值即可得修正值，由于分析方便、操作过程简单明了而使用非常广泛;后者是通过寻求一条拟合曲线使得各观测或实验数据到拟合曲线的误差平方和最小。基本的最小二乘法采用的是一元线性回归修正，通过求取回归直线，使得各受检点与回归直线的离差平方和为最小，从而达到对仪器的最佳线性修正。

　　2 实际应用

　　2.1 测量方法

　　环境条件：室温(20 ± 3)℃，室温变化不超过0.5℃/h。

　　将标准器(极限偏差不大于0.5μm的玻璃线纹尺)和被校影像测量仪放置于实验室平衡温度4小时，然后将玻璃线纹尺放置在影像测量仪工作台的中间位置上，刻线面背对物镜，调平线纹尺，使其被测方向与影像测量仪滑台滑行方向平行;微动滑台，使玻璃尺的零线影像与目镜视场中心线对准，清零读数装置;移动滑台，使标准器的相应刻线影像与目镜中心线对齐，间隔25mm 对读数装置读数并记录所读数据

　　2.2 测量数据及结果回归分析