PCB資訊 - 電路板二次元測量儀分類

二次元測量儀種類繁多，雖然被統稱為二次元測量儀，但各種不同儀器的功能、精度、使用側重點也不同。

二次元測量儀的分類

1、按操作管道分類：手動二次元、半自動二次元、全自動二次元、一鍵式二次元。

2、按量測功能分類：二次元、2.5次元、複合式二次元。

二次元測量儀原理

1、手動二次元測量儀是以手動移動工作平臺調整產品在影像視頻區的位置，並手動產品視頻影像的清晰度。 手動二次元測量儀可以是二次元、2.5次元和複合式二次元。

特點：操作方便簡單，移動的速度的快慢可人為的控制，且移動定位的精度比較高。 量測的產品比較廣泛從小為零部件產品到大型的結構件都可以量測，而且受到產品材質的影像較小。 對產品的尺寸量測比較廣泛，不僅可以量測輪廓尺寸，更是對產品表面尺寸的量測比較方便，而且不會因為產品表面的强反光和影像的不清晰而不能抓圖。 適合產品公差變化比較大的產品量測。 價格相對比較便宜，結構和性能比較穩定，出問題的概率小，售後成本低。

缺點：量測效率低，尤其是對大尺寸多尺寸的輪廓尺寸量測時。 針對多個同種產品量測時每次需要重複繪圖量測過程，應用不方便。 對於大行程的儀器，操作員在操作XY軸時，對Z軸的操作比較困難。

2、半自動二次元測量儀是以手動移動工作平臺調整產品在影像視頻區的位置，但通過滑鼠或操作杆控制產品視頻影像的清晰度和高度的量測。 半自動影像儀通常是行程較大的2.5次元。

特點：解决了大行程手動二次元測量儀Z軸的不方便操作性。 對量測高度、深度、平面度及對焦的操作既快捷又方便。

缺點：對小行程的半自動機型操作上並沒有帶來大的方便，因為小行程的儀器通常不是一體的，在操作XY的時候還要用滑鼠控制Z軸，可操作性不好。

3、全自動二次元測量儀是以馬達代替手動作為動力，並用軟件程式控制XY軸工作臺及Z軸高度移動。 如果配上自動的變倍鏡頭可實現自動連續的變焦。 全自動二次元測量儀適合各種量程的機型，通常是帶有高度量測功能的2.5次元或加裝雷射和探針的複合式二次元測量儀。

優點：不受儀器量程的影響，各種行程的影像儀均可以實現自動。 操作比較方便，只需要控制滑鼠或操作杆就可以控制儀器行程內的所有運動。 可以程式設計量測，只需第一次量測產品時編好量測步驟等程式，下次量測就可以直接儀器自動量測和自動判斷公差，效率比較高，適合批量量測。 位置定位可程式設計記憶，所以重複量測的精度比較高。 沒有人為的繪圖測量誤差，量測結果的可靠效能較好。 適合產品尺寸多且複雜的產品量測。 量測數據和圖紙可以自動保存，並可以按客戶需求直接輸出相應格式的報表。

缺點：對產品輪廓尺寸的量測程式設計量測比較方便簡單，但在對產品的表面尺寸量測時受到的材質和形狀限制比較多，容易出現會錯圖，導致量測出現錯誤。 對於一致性不好或是公差變動範圍比較大的產品，量測起來就不是很方便，時常會出現繪圖錯誤，且不易修改，需從新量測，嚴重影響量測效率。 對尺寸較少結構較簡單的產品量測反而沒有手動機方便。 價格比較貴，事故概率相對手動機較多，售後的成本也較大。

二次元測量儀

4、一鍵式二次元測量儀又被稱為閃測影像儀，是在2013年前後才發展起來的一種新的二次元測量儀形式。 一鍵式二次元測量儀的原理是通過一個大視角遠心鏡頭將產品輪廓影像縮小數倍或數十倍後傳遞至幾百萬點數高解析度CCD相機上，再由有著强大計算能力的後臺繪圖量測軟件完成按照預先程式設計指令快速抓取產品輪廓圖後，與以高點數相機微小點數形成的尺規進行對比後計算出產品尺寸。 機身結構簡單，不需要位移感測器光柵尺，僅需大視角大景深的遠心倍率縮小鏡頭、高點數的CCD相機和計算能力强大的後臺軟件。

優點：量測速度極快，能在2到5秒內完成100個以內的尺寸的繪圖、量測及公差的評估，效率是傳統二次元二次元測量儀的數十倍。 避免了因量測行程增大而受到影響阿貝誤差。 重複量測精度高，解决了同一個產品反復量測數據一致性差的現象。 儀器結構簡單，不需要位移尺規光柵尺，在量測過程中也不需要移動工作臺，所以儀器的穩定效能很好。

缺點：量測的量程範圍較小，它的量測量程在保證高精度的情况下不大於130毫米。 量測功能比較窄，僅適合平面基本幾何尺寸的量測和公差的評估。 對產品要求比較高，對於產品輪廓不光滑、不精細的產品量測的誤差比較大。 價格比較昂貴。

5、二次元顧名思義就是只能量測以載物檯面為基準，儀器量程範圍內的二維平面幾何尺寸，包括產品的輪廓尺寸和表面尺寸。 其量測的幾何元素包括點、線、圓、角、圓弧和他們之間的基本幾何關係，以及點的座標位置，直線度、垂直度，垂直度、圓度、同心度等形位公差。 也可以作為逆向繪圖工具繪製出產品的鳥瞰圖。

優點：價格比較便宜，易操作。 可以獨立完成二維平面幾何尺寸的精密量測。

缺點：不能量測高度，盲孔的深度及沉角的角度。 不能通過軟件去自動判斷對焦的最清晰點，存在人為的誤差。

6、2.5次元就是在二次元的基礎之上加裝了Z軸量測功能，在具備二次元二維平面量測的基本功能的情况下，Z軸方向又可以精密對焦、測高、測深及平面度功能。 2.5次元有手動型，半自動型和全自動型。

優點：型號豐富，功能全面，使用範圍比較廣。 在保持了操作簡便快捷優點的同時减小了人為的誤差。 具備以上手動、半自動、全自動影像測量儀的優點。

缺點：Z軸方向上的功能相對單一，受到Z軸運動方向固定的限制，功能不够强大，無法滿足工作檯面以上方向上的三維空間關係的量測。 Z軸方向量測的精度有限，無法達到XY方向的測量精度。

7、複合式二次元是在2.5次元基礎之上加配雷射量測和探針量測，是對2.5次元Z軸方向量測功能和測量精度的進一步補充。

優點：在加配雷射或探針之後使Z軸方向的量測變得更加方便、快捷、精准。 加配探針量測功能後使Z軸方向上的功能得到加强，使得量測功能不再只局限於平面的幾何光學，也可以完成一些簡單的面與面的尺寸及位置公差的量測和評估。

缺點：價格手動2.5貴，尤其是加上精密的雷射，價格更是昂貴，新增了購買和使用成本。 由於探針的探頭無法旋轉量測，所以功能上會受到很大的限制，還是無法向三座標測量機那樣完成發展空間幾何關係的量測與評估。 探針量測受到產品本身材質的限制，也無法廣泛應用。

二次元測量儀用於量測二維平面尺寸，廣泛應用在電路板製造中。 二次元主要用於在卡尺、角度尺很難量測到或根本量測不到的但在裝配中起著重要的零部件尺寸、角度等，如矽膠、電路板的爬電距離、電器間隙、控制台的燈孔、塑膠件的某些尺寸等等，還可用於對某些零部件的圖片進行照片用於分析不良原因。 由於二次元影像測量儀是利用表面光或輪廓光照明零件所得到的影像，對零件的量測時需要取點，故並非所有零件採用二次元測量儀量測都是最精密的，選取最好的方法、最有效的途徑才能對電路板的尺寸量測最準確。