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红宝石测球适用于大部分工件（包括不锈钢和钛合金工件）的扫描测量，但在极端条件下扫描测量铝合金工件时，可能会产生粘结磨损。因此，彭水便携式三坐标，在极端条件下测量铝合金时，可用氮化硅测球替代红宝石测球。不过，氮化硅测球在测量不锈钢或铸铁工件时容易产生磨料磨损。扫描测量铸铁零件时应选择氧化锆测球，不过硬质合金测球也表现不俗。

不同的探针类型

　　直探针通常用于在测头可直接接触工件的情况下探测一些简单的零件特征。不过，对于一些特殊的检测任务，还有许多其他类型的探针可供选择。

（1）星型探针

　　具有多个测球的星型探针能以较少的测头运动测量零件内部特征（如孔中的沟槽）的极值点（图2）。

图2 星型探针

（2）尖头探针

　　尖头探针非常适合探测螺纹形状、特定的点和刻划线，精密便携式三坐标，但不适用于标准的X—Y坐标测量。端部呈圆弧形的尖头探针可用于探测小孔的位置。

（3）陶瓷空心球探针

　　这种大尺寸探针非常适合在X、Y和Z方向测量较深的零件特征和内孔（图3）。用这种半球形探针测量粗糙表面时，其球径平均效应可减小粗糙度峰谷的影响。

图有效球径大、重量轻的陶瓷半球探针

（4）盘型探针

　　盘型探针适合检测凹腔和沟槽。用厚度较薄的盘型探针进行探测时，需要仔细校准探针的角度，以确保其与被测特征正确接触。简易型盘型探针只需以其直径为基准（通常用环规校准），但其有效探测范围仅局限于X和Y方向。如果增加一个端部呈圆弧形的滚柱，便携式三坐标测量，就能实现Z轴的探测，提供超出测头直径的圆弧端滚柱加长杆的中心线。

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探针使用的基本规则

　　遵循一些简单的探针使用规则，可以提高大多数探测任务的精度和效率。

（1）探针不宜过长，并应确保其具有足够的刚度。探针长度越短，越有可能获得准确测量结果。较长的探针会放大测量误差，而且容易产生较大的挠曲变形。

（2）尽可能减少接头的数量。接头和加长杆有可能引起测杆弯曲和测球偏移。

（3）尽量使用较粗的测杆。测杆越粗，探针的刚性就越好。

（4）尽可能使用较大的测球。这种策略可减少因测杆触碰工件而引起错误触发的可能性。较大的测球可以增加有效探针长度，并允许使用较大的测杆直径，从而提高探针刚度。后，较大的红宝石测球可以减小工件表面光洁度对测量结果的影响。

测头的校准

　　在开始测量之前，必须对测头进行校准（包括所有测量程序）。首先，按照机床和测头制造商的说明，用探针对一个校准用的标准球进行探测（图5）。校准需要使用CMM随机提供或包含在机床数控系统所用探测软件中的专用校准程序。标准球的制造精度非常高，其准确尺寸已被确定并已纳入校准程序中。通过校准，可以确定测头零部件的有效尺寸，便携式三坐标维护，并将其尺寸值存储在CMM或机床控制系统中。如果所用CMM不止一台，则应使用一个经过校准的标准球，将其尺寸值输入特定测量机的探测软件中。

图5 用标准球对测头进行校准

　　尽管探针看似简单，但除了很高的精度要求以外，在生产探针的材料、设计和制造技术中蕴涵着许多科学知识。无论是将测球连接到测杆上的方法，还是探针材料的选择，看似简单的探针其实一点也不简单。

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