如何标准球板校准3D扫描仪？

1. 确定球心距

根据被校准仪器测量体积的大小，选择合适的球心距（该球板共有4个球组，对应4个不同的球心距），一般而言，所选的最大球心距必须不小于被校准仪器测量空间体对角线长度的2/3。

2. 测量环境

建议测量环境如下：

温度：20±2℃

湿度：50%±10%RH

3. 校准程序

1）将球板水平放置到转动平台上，需要确保球板放置的稳定性；

2）将被测扫描仪沿垂直方向向下倾斜45°，做为测量位置一；

3）设置扫描仪的测量距离，确保扫描仪测量体积的中心位于被测球组的球心连接线的中心位置；

4）开始测量获取第1张测量图片，然后在绕着垂直轴方向每旋转球板45°的位置获取1张图片，共得到8张测量图片；

5）设置扫描仪的位置，使扫描仪测量体积的中心位于被测球组的球心连接线与左侧球外侧面的交汇点位置，相对于球板的初始位置，绕着垂直轴顺时针方向旋转球板90°的位置获取第9张测量图片；

6）将球板回复到初始位置；

7）设置扫描仪的位置，使扫描仪测量体积的中心位于被测球组的球心连接线与右侧球外侧面的交汇点位置，相对于球板的初始位置，绕着垂直轴逆时针方向旋转球板90°的位置获取第10张测量图片；

8）将被测扫描仪在沿其水平轴顺时针倾斜45°，做为测量位置二，然后重复上述的第3至第7步骤，获得第二组10张测量图片；

9）将被测扫描仪在沿其水平轴逆时针倾斜45°，做为测量位置三，然后重复上述的第3至第7步骤，获得第三组10张测量图片；

10）使用被测扫描仪自带的软件，分别对三个位置得到的10张图片进行分析，得到每个位置如下的结果：

11）三个位置中得到上述参数中的最大值（绝对值最大）做为每个参数的最终结果。

说明：

4. 探测误差（形状）PF和探测误差（尺寸）PS的测量

1）探测误差（形状）Probing Error (Form) PF：是测量点到计算出的拟合球的径向偏差的范围，拟合球采用自由半径最小二乘法确定，根据VDI/VDE 2634 Part 2规定，在计算拟合球时，最多可忽略3‰的测点。

2）探测误差（尺寸）Probing Error (Size) PS：是球的测量直径和校准直径之间的差值，公式如下：

PS=Da-Dr

其中：

Da: 是测量得到的拟合球直径的平均值；

Dr: 是该球的校准直径值。

5. 球间距离误差SD

根据德国标准VDI/VDE 2634 Part3的规定，球间距误差是两个球之间的球心距测量值与校准值之间的差值。如下图所示：

长度测量误差的计算公式如下：

SD= L_ka-L_kr

其中：

L_ka是测量得到的球心距

L_kr是校准得到的球心距

6. 长度测量误差E

长度测量误差E的确定方法，依据德国标准VDI/VDE 2634Part3中的方法C来确定，测试长度可以从两个测量点推导出来，如下图所示，这两个测量点选择两个球外表面与球心连接线相交的两个点（如果没有，选择距离两个交点距离最近的点）。

长度测量误差的计算公式如下：

E= SD+E_k

E_k=(R₁-D_r1/2)+(R₂-D_r2/2)

其中：

SD是上述得到的球间距离误差

R₁和R₂是两个测量点距离各自球心的距离

Dr1和Dr2是两个球各自校准得到的直径