隨著經濟發展，我國的汽車消費量也隨之快速增長，人們對于汽車質量的要求也越來越高。對車身以及安裝在車身上的各種附件(門、發動機罩，燈具，內飾件等)的縫隙、段差尺寸進行檢測是汽車生產中一個重要的任務，同時汽車裝配件的縫隙寬度、段差數值的大小作為整車的一種外觀質量要求，不但影響著整車的防風防雨性能，而且還與整車的振動噪聲和使用性能密切相關，因此對車身表面縫隙/段差的尺寸差進行檢測具有重要意義，縫隙/段差尺寸如圖 1 所示。

　　

 

　　傳統檢測方法是采用機械量具測量，如圖 2 所示，人為因素影響大，效率低。

　　

 

　　一些國外量儀廠近年先后推出了幾種*的段差縫隙綜合測量儀器，主要有電感式和激光掃描式兩類，其特點為段差與縫隙可以一次測量，其中電感式選用人們熟悉的模擬式電感位移傳感器，借助簡單的機械傳動機構接觸式檢測，圖 3 所示某種電感式縫隙段差測量儀。

　　

 

　　圖 4 所示激光掃描式儀器為基于激光三角測距法測量原理制造，運用圖像處理技術對不同情況下段差縫隙參數按模式評定，其原理示意圖見圖 5 所示。

　　

 

　　上述兩種測量儀器不但測量精度高且帶有微電腦功能方便測量數據存儲傳輸便于測量數據統計分析，故逐漸得到廣泛使用，目前國內對于上述兩種新出現的綜合測量儀的測量精度的評定無統一國家標準及儀器計量校準規范，且各生產廠家儀器精度標識混亂，影響測量儀器購買驗收，同時該儀器在生產線上頻繁使用，日常質量管理中對于儀器本身準確度可靠性及量值有效溯源無法保證，故有必要研究該類儀器校準方法及裝置，保證量值溯源。

　　1 段差、縫隙測量儀量值校準裝置及方法

　　參考儀器生產廠家技術說明書標注的技術段差指標要求及針對上述兩種測量儀結構特點，筆者依據圖 1 所示段差縫隙測尺寸測量原理設計制作三種示值校準標準器，主要校準儀器的示值重復性和示值誤差兩項計量技術指標，現詳述如下：

　　

 

　　1.1 段差、縫隙單項示值誤差校準標準器

　　依據圖 1 所示段差、縫隙尺寸原理設計了如圖6 所示標準器，其主要關鍵點為設計制作圖示標準段差 H 及縫隙 L 用來分項校準儀器的段差、縫隙測量示值誤差，其尺寸可按照儀器測量范圍均勻分布確定，如：2.12、5.24、6.36、8.5、10、12、15，上述尺寸公差設計為±0.02 mm，工作面平面度不大于 0.003 mm可采用三坐標測量機測量其實際尺寸，易達到實際尺寸測量不確定度 U=0.004 mm，同時標準器工作面表面粗糙度為 Ra1.6，目的為避免激光掃描形成鏡面反光。

　　上述標準器材料選用 401 不銹鋼，該材料特性為可以被磁鐵吸附，方便圖 3 所示的電感式儀器測量探頭通過磁鐵吸附標準器表面定位實現測量，使用時分別選用上述標準器可儀器校準上述電感式及激光掃描式儀器示值重復性及單項尺寸(縫隙、段差)測量示值誤差。

　　1.2 綜合示值誤差校準標準器

　　對于電感式儀器其具有 2 個獨立結構位移傳感器分別測量縫隙與段差尺寸，而激光掃描式測量儀器采用一個光學鏡頭對激光掃描線成像于單個CCD 相機靶面上后測量，通過測量激光掃描線圖像來同時測量縫隙與段差尺寸(見圖 7(a))，而不同段差會造成激光掃描線成像位置偏離 CCD 相機靶面而造成離焦使得激光成像模糊(見圖 7(b))從而引起縫隙誤差，為考察激光掃描式儀器在不同段差情況下測量縫隙的準確度，設計如圖 8 所示標準器作為綜合示值誤差校準標準器，其尺寸 H/L 分別為：2/2、5/5、10/10，尺寸公差為±0.02 mm。儀器校準時，首先激光掃描式儀器采用上述圖 6 所示標準器校準單項縫隙/段差測量示值誤差后，再采用圖 8 所示標準器校準儀器在不同段差下縫隙測量示值誤差，作為綜合示值誤差校準結果,即對于激光式儀器需采用圖 6 與圖 8 所示 3 種標準器校準其主要計量技術指標，而對于電感式只需圖 6 所示兩種標準器校準其主要計量技術指標。