谷物水份测量仪的优点 测量仪常见问题解决方法

三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量机或三坐标量床。三坐标测量仪又可定义“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传递讯号，三个轴的位移测量系统（如光栅尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的各点（x，y，z）及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等

三坐标测量仪使用方法

三坐标测量机(CMM)的测量方式通常可分为接触式测量、非接触式测量和接触与非接触并用式测量。

其中，接触测量方式常用于机加工产品、压制成型产品、金属膜等的测量。为了分析工件加工数据，或为逆向工程提供工件原始信息，经常需要用三坐标测量机对被测工件表面进行数据点扫描。以三坐标的FOUNCTION-PRO型三坐标测量机为例，介绍三坐标测量机的几种常用扫描方法及其操作步骤。

三坐标测量机的扫描操作是应用PC DMIS程序在被测物体表面的特定区域内进行数据点采集，该区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线等。扫描类型与测量模式、测头类型以及是否有CAD文件等有关，控制屏幕上的“扫描”(Scan)选项由状态按钮(手动/DCC)决定。若采用DCC方式测量，又有CAD文件，则可供选用的扫描方式有“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周线”(Perimeter)扫描；若采用DCC方式测量，而只有线框型CAD文件，则可选用“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)和“面片”(Patch)扫描方式；若采用手动测量模式，则只能使用基本的“手动触发扫描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手动测量方式并使用刚性测头，则可用选项为“固定间隔”(Fixed Delta)、“变化间隔”(Variable Delta)、“时间间隔”(Time Delta)和“主体轴向扫描”(Body Axis Scan)方式。

下面详细介绍在DCC状态下，进入“功能”(Utility)菜单选取“扫描”(Scan)选项后可供选择的五种扫描方式。

1.开线扫描(Open Linear Scan)

开线扫描是基本的扫描方式。测头从起始点开始，沿一定方向并按预定步长进行扫描，直至终止点。开线扫描可分为有、无CAD模型两种情况。

(1)无CAD模型

如被测工件无CAD模型，首先输入边界点(Boundary Points)的名义值。打开对话框中的“边界点”选项后，先点击“1”，输入扫描起始点数据；然后双击“D”，输入方向点(表示扫描方向的坐标点)的新的X、Y、Z坐标值；后双击“2”，输入扫描终点数据。

第二项输入步长。在“扫描”对话框(Scan Dialog)中“方向1技术”(Direction 1 Tech)栏中的“大”(Max Inc)栏中输入一个新步长值。

后检查设定的方向矢量是否正确，该矢量定义了扫描开始后测量点表面的法矢、截面以及扫描结束前后一点的表面法矢。当所有数据输入完成后点击“创建”。

(2)有CAD模型

如被测工件有CAD模型，开始扫描时用鼠标左键点击CAD模型的相应表面，PC DMIS程序将在CAD模型上生成一点并加标志“1”表示为扫描起始点；然后点击下一点定义扫描方向；后点击终点(或边界点)并标志为“2”。在“1”和“2”之间连线。对于每一所选点，PC DMIS已在对话框中输入相应坐标值及矢量。确定步长及其它选项(如安全平面、单点等)后，点击“测量”，然后点击“创建”。

2.闭线扫描(Closed Linear Scan)

闭线扫描方式允许扫描内表面或外表面，它只需“起点”和“方向点”两个值(PC DMIS程序将起点也作为终点)。

(1)数据输入操作

双击边界点“1”，在编辑对话框中输入位置；双击方向点“D”，输入坐标值；选择扫描类型(“线性”或“变量”)，输入步长，定义触测类型(“矢量”、“表面”或“边缘”)；双击“初始矢量”，输入第“1”点的矢量，检查截面矢量；键入其它选项后，点击“创建”。

也可使用坐标测量机操作盘触测被测工件表面的测点，然后触测方向点，PC DMIS程序将把测量值自动放入对话框，并自动计算初始矢量。选择扫描控制方式、测点类型及其它选项后，点击“创建”。

(2)有CAD模型的闭线扫描

如被测工件有CAD模型，测量前确认“闭线扫描”；首先点击表面起始点，在CAD模型上生成符号“1”(点击时表面和边界点被加亮，以便选择正确的表面)；然后点击扫描方向点；PC DMIS将在对话框中给出所选位置点相应的坐标及矢量；选择扫描控制方式、步长及其它选项后，点击“创建”。

3.面片扫描(Patch Scan)

面片扫描方式允许扫描一个区域而不再是扫描线。应用该扫描方式至少需要四个边界点信息，即开始点、方向点、扫描长度和扫描宽度。PC DMIS可根据基本(或缺省)信息给出的边界点1、2、3确定三角形面片，扫描方向则由D的坐标值决定；若增加了第四或第五个边界点，则面片可以为四方形或五边形。

采用面片扫描方式时，在复选框中选择“闭线扫描”，表示扫描一个封闭元素(如圆柱、圆锥、槽等)，然后输入起始点、终止点和方向点。终止点位置表示扫描被测元素时向上或向下移动的距离；用起始点、方向点和起始矢量可定义截平面矢量(通常该矢量平行于被测元素)。现以创建四边形面片为例，介绍面片扫描的几种定义方式：

(1)键入坐标值方式

双击边界点“1”，输入起始点坐标值X、Y、Z；双击边界方向点“D”，输入扫描方向点坐标值；双击边界点“2”，输入确定方向的扫描宽度；双击边界点“3”，输入确定第二方向的扫描宽度；点击“3”，然后按“添加”按钮，对话框给出第四个边界点；双击边界点“4”，输入终止点坐标值；选择扫描所需的步长(各点间的步距)和大步长(1、2两点间的步长)值后，点击“创建”。(2)触测方式

选定“面片扫描”方式，用坐标测量机草作盘在所需起始点位置触测点，该点坐标值将显示在“边界点”对话框的“#1”项内；然后触测第二点，该点代表扫描方向的终止点，其坐标值将显示在对话框的“D”项内；然后触测第三点，该点代表扫描面片宽度，其坐标值将显示在对话框的“#3”项内；点击“3”，选择“添加”，可在清单上添加第四点；触测终止点，将关闭对话框。后定义扫描行距和步长两个方向数据；选择扫描触测类型及所需选项后，点击“创建”。

(3)CAD曲面模型方式

该扫描方式只适用于有CAD曲面模型的工件。首先选定“面片扫描”方式，左键点击CAD工作表面；加亮“边界点”对话框中的“1”，左键点击曲面上的扫描起始点；然后加亮“D”，点击曲面定义方向点；点击曲面定义扫描宽度(#2)；点击曲面定义扫描上宽度(#3)；点击“3”，选择“添加”，添加附加点“4”，加亮“4”，点击定义扫描终止点，关闭对话框。定义两个方向的步长及选择所需选项后，点击“创建”。

4.截面扫描(Section Scan)

截面扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件，它允许对工件的某一截面进行扫描，扫描截面既可沿X、Y、Z轴方向，也可与坐标轴成一定角度。通过定义步长可进行多个截面扫描。可在对话框中设置截面扫描的边界点。按“剖切CAD”转换按钮，可在CAD曲面模型内寻找任何孔，并可采用与开线扫描类似方式定义其边界线，PCDMIS程序将使扫描路径自动避开CAD曲面模型中的孔。按用户定义表面剖切CAD的方法为：进入“边界点”选项；进入“CAD元素选择”框；选择表面；在不清除“CAD元素选择”框的情况下，选择“剖切CAD”选项。此时PC DMIS程序将切割所选表面寻找孔。若CAD曲面模型中无定义孔，就没有必要选“剖切CAD”选项，此时PC DMIS将按定义的起始、终止边界点进行扫描。对于有多个曲面的复杂CAD图形，可对不同曲面分组剖切，*#将剖切限制在局部CAD曲面模型上。

5.边界扫描(Perimeter Scan)

边界扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件。该扫描方式采用CAD数学模型计算扫描路径，该路径与边界或外轮廓偏置一定距离(由用户选定)。创建边界扫描时，首先选定“边界扫描”选项；若为内边界扫描，则在对话框中选择“内边界扫描”；选择工作曲面时，启动“选择”复选框，每选一个曲面则加亮一个，选定所有期望曲面后，退出复选框；点击表面确定扫描起始点；在同一表面上点击确定扫描方向点；点击表面确定扫描终止点，若不给出终止点，则起始点即为终止点；在“扫描构造”编辑框内输入相应值(包括“增值”、“CAD公差”等)；选择“计算边界”选项，计算扫描边界；确认偏差值正确后，按“产生测点”按钮，PC DMIS程序将自动计算执行扫描的理论值；点击“创建”。

    固体材料的物理化学性质常用的测试指标为接触角值。

    为了将测试数据进行可比较或对固体材料的性质进行规范、统一的评估；

    通常采用水接触角值也称为水滴角值来表征固体材料的性质。

    而测试水滴角的分析测试仪器即为水滴角测量仪。

    水滴角测量仪测值的核心应包括：

    1、水滴角测量仪测值水滴角值时采用何种水？

    或探针液体所用的水的表面张力值是多少？是否稳定？

    通常情况下采用二次蒸馏水作为测试水滴角值的探针液体。

    众所周知，温度不同，水的表面张力值通常也会变化。

    20度时，二次蒸馏水的表面张力值为72.8mN/m，25度时蒸馏水的表面张力值为72mN/m。

    因而，采用水滴角测试仪测得的水接触角值或水滴角值因不同的表面张力值的探针蒸馏水而略有不同。

    同时，使用过专业十万分之一分析天平作为核心称重传感器的表面张力仪的用户会知道；

    如果水受污染（比如将手指放入到测试蒸馏水中），表面张力值会有明显变化；

    即水的表面张力值测试很敏感，非常容易受到污染；

    因而此时如果用污染后的只有65mN/m左右的蒸馏水去测试固体材料的接触角值时，测值结果与标准的蒸馏水表面张力值为72mN/m时，会存在明显的区别。

    2、水滴角测试仪的基本原理是什么？

    目前市场上有很多自称是“水滴角测量仪”的分析仪器；

    通常这些仪器是将卧式显微镜或平整度分析仪增加一个进液装置后，再采用简单的量角度软件（如圆拟合分析工具、椭圆拟合分析工具）进行测量。

    通过如上描述，用户就会明显看出，这样的仪器只能是基于显微镜的一个量测二维条件下的水滴轮廓的角度的工具而已。

    如上所述，水滴角值是表征固体材料物理化学性质值，这个值属于物理化学领域。

    且由于如下固体材料客观存在的原因：

    （1）表面粗糙度：导致各视角条件下角度可能有不同；

    （2）化学多样性：比如生锈的铁锈位置与没有生锈的位置，膜表面的不均匀等等；

    （3）异构性：表面的晶体生长方向、如水稻叶表面一张的经纬方向不同等。

    造成了客观存在的侧视条件下测试水滴角值时在三维角度下易形成的左、右、前、后各位置的不同接触角值的变化。

    举例而言，晶圆表面蚀刻后形成的纳米级的结构易造成不同视角下的接触角不同；

    液晶防指纹效果中表面镀膜不均匀造成的角度变化；

    PCB板滴液时水滴横跨了铜片和树脂基板等造成角度变化等；等离子清洗后没有清洗干净造成一滴水滴左、右也存在角度变化等等。

    这些均事实上对水滴角的测量提出了非常高的要求；

    因而，也不是7000元左右的卧式显微镜或平整度分析仪改制而来的国产的或一些进口“接触角测量仪”厂商所认为的这么简单。

    不深究水滴角测试仪、预算有限的用户很容易被这些销售人员以各种方法所所利诱。

    对于如上因素综合作用下的水滴角测量而言，其基本的原理应为：

    （1）综合考虑重力、表面张力、接触角并进而分析出相应的角度值；

    （2）能够分析3D条件下或精准判断左、右角度值的变化。