三坐标坐标测量机是一种效率的新型精密测量仪器。它广泛应用于制造、电子、汽车和航空航天等工业中。作为一种检测仪器，对零件和部件的尺寸、形状及相互位置进行检测。

三坐标机的测量原理是:将被测物体置于三坐标机的测量空间，可获得被测物体上各点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。

测头是三坐标机非常关键的部件，是测量机触测被测零件的发讯开关，黔南纳诺三坐标，测头的正确使用决定了测量机的测量可重复。

测针的组成

测头是坐标测量机的一部分，主要用来触测工件表面，纳诺三坐标维护，当测头的机械装置移位时，将产生信号触发并采集一个测量数据。一般的测头都是由一个杆和红宝石球组成(如图1所示)。红宝石是非常硬的材料，做成的测头的磨损量小。它的密度也非常低，质量从而可以避免由于机器运动或振动而造成的测头误触发。

测针的正确使用

测量过程中，要求测针的刚和测尖的形状都达到尽可能的程度，保证一定的测量精度，在对测头的使用上，应注意:

(1)测针长度尽可能短。测头弯曲或偏斜越大，精度将越低。因此在测量时，尽可能采用短测头。

(2)连接点少。每次将测针与加长杆连接在一起时，就额外引入了新的潜在弯曲和变形点。因此在应用过程中，尽可能减少连接的数目

(3)使测球尽可能大，主要原因有两个:使得球/杆的空隙大，这样减少了由于“晃动”而误触发的可能;测球直径较大可削弱被测表面未抛光对精度造成的影响

测针测量的可重复

图2所示，当测头的采样方向垂直于测头体(垂直于测杆轴线)时结果好，应尽可能使采样方向垂直于测头体;如果测头平行于测头体(沿着测杆轴线)采样，其结果的可重复比垂直于轴采样的可重复低;如果测头的采样方向既不垂直也不平行于测头体，则所得结果的可重复还不如平行于测头体;测头采样方向平行于测杆轴线，但是与测头体成一角度，将无法重复，应该尽可能避免。

避免杆的碰撞

测量时若测杆与零件接触，而不是用触点，测量系统则认为是用触点采样的，因此将引起很大的误差。此时，增加测杆球直径将增加球/柱空间，从而减少杆碰撞的可能。有效工作长度是测杆碰到特征之前，纳诺三坐标校准，测杆可以达到的深度，通常，球越大，有效工作长度就越大。使用较大的测杆球还可以减少被检组件表面粗糙度的影响;但是，可以使用的大球受到所测量的小孔的限制。

此外，测头是精密测量仪器，应保持其清洁，并小心爱护，使它保持其大小和形状。测杆红宝石触点应该保持无污物，1μm的灰尘就可能导致1μm的测量误差。

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　结构横断面测量一般采用支距法、全站仪三维坐标法、断面仪法、三维激光扫描仪法等。

支距法

　　首先用全站仪放出线路中桩，然后依据设计给定的高度，用尺子直接量取横距和高差。

　　此方法简单、直观，但是由于测量工具简陋，对隧道环境要求较高，每一断面限界控制点又需直接测量，个别点测量困难，所以劳动强度大、测量精度低。该方法适用于洞径较小、测量精度要求较低的断面测量。内业数据处理时，需要手工将外业填写的数据逐个录入计算机的电子表格，供设计人员使用。操作起来很繁琐、枯燥，没有较好的快速处理方法。

全站仪三维坐标法

　　采用全站仪直接测取断面上限界控制点的三维坐标，并记录在全站仪的数据*内。

　　全站仪三维坐标法外业测量时，不用每个断面设站，可以一次性测量多个断面，仪器可架设在中线点上，也可以架设在控制点上，受限制条件相对较少；内业利用软件进行数据计算，计算完成后，纳诺三坐标搬迁，依据计算结果绘制横断面图，并提供限界控制点坐标、横断面尺寸以及与设计值的比较成果等一系列所需成果资料。全站仪三维坐标法进行横断面限界测量速度快、精度高、劳动强度小在限界测量中得到广泛应用。

断面仪法

　　首先用全站仪放出每个断面的线路中桩，然后在每个中桩上架设断面仪，找到垂直线路方向，对断面进行扫描。

　　此方法简单、直观，但劳动强度大、每一个断面都要设站一次，隧道底部分存在盲区。内数需要在断面图上采集设计需要的横距和高差数据，然后录入电子表格，供设计人员使用。内业繁琐，没有较好的快速处理方法。

三维激光扫描仪法

　　三维激光扫描仪是无合作目标激光测距仪与角度测量系统组合的自动化快速测量系统，在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量，直接获得激光点所接触的物体表面的水平方向、天顶距、斜距和反射强度，自动存储并计算，获得点云数据。后处理采用商业软件进行。

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