精密儀器與測量技術的案例
從微納米到百米測量，中圖國產智能精密測量儀器著力突破核心技術，增強高端供給
可廣泛應用于芯片、半導體制造及封裝工藝檢測、精密配件、光學加工、微納材料及制造、MEMS器件等超精密加工行業，對器件表面進行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，能夠對芯片Z向實現微納尺度的3D掃描和重建，精確測量表面的高度輪廓尺寸；全自動上下料平臺，配置掃描槍，高效實現產線全自動化生產。
4、強化人才培養
中圖儀器攜手深圳職業技術學院，共同培養集成電路創新型技術技能人才。雙方就校企聯合開發、人才培養、實訓基地等方面進行了深入的交流并達成初步合作共識，2023年2月20-24日，第一批精英實訓班圓滿結課。
中圖儀器堅持以技術創新為發展基礎，擁有一支集光、機、電、信息技術于一體的技術團隊。歷經20年的技術積累和發展實踐，研發出了基礎計量儀器、常規尺寸光學測量儀器、微觀尺寸光學測量儀器、大尺寸光學測量儀器、常規尺寸接觸式測量儀器、微觀尺寸接觸式測量儀器、行業應用檢測設備等全尺寸鏈精密儀器及設備，能提供從納米到百米的精密測量解決方案。
未來，中圖儀器仍將繼續專注于精密測量檢測技術的發展，自強不息、知難而上、勇于創新，為中國制造技術的快速發展貢獻力量！
展開 CHOTEST中圖儀器用創新夯實三維測量技術發展，賦能高端精密制造
三維測量技術以精密機械為基礎，綜合應用了電子技術、計算機技術、光學技術和數控技術等先進技術，可以對機械、汽車、航空、家具、工具原型等測量出高精度的幾何零部件以及測量復雜形狀的機械零部件，給各行業的工作帶來了很大的便利性。
CHOTEST中圖儀器是集接觸式測量技術，CCD影像測量技術，激光測量技術，3D顯微測量技術于一體的技術密集型企業，專注于精密儀器的研發、制造和銷售。自2005年成立以來一直與智能制造共同成長，用創新夯實三維測量技術發展，賦能高端精密制造。
一、三維尺寸測量——三坐標測量機
出于現代化制造業、汽車、機床及模具等行業大規模生產的需要，固定的、專用的或手動的測量工具限制著大批量制造和復雜零件加工業的發展。這就要求著現代化計量檢測應當是高效、通用化的。
MarsClassic系列移動橋式三坐標測量機全自主研發測頭&測座、控制器、軟件，高精度（達到μm級）；高效率（是傳統測量手段的百倍）；可代替多種長度計量儀器，可測量形狀復雜的機械零件的尺寸、形位公差、自由曲面等。
目前，移動式橋式結構是中小型三坐標測量機的主要結構。這種結構具有良好的開放性和視野，使得上下部件易于操作，運動速度快，精度高。MarsClassic系列移動橋式三坐標測量機配備高精度的導軌、測頭和控制系統，并結合計算機程序來自動控制檢測流程，從而計算輸出測量結果，支持測頭更換架以及影像相機，同時支持精密轉臺等，能夠對各種零件和部件的尺寸、形狀及相互位置關系進行檢測，也可以對軟材質或復雜零件進行光學掃描測量。
優點
1.三坐標測量技術解決了復雜形狀表面輪廓尺寸的測量問題，例如箱體零件的孔徑和孔位、葉片和齒輪、汽車和飛機等的外形尺寸檢測等。
2.提高了三維測量的準確性。
展開 中圖儀器高端裝備亮相2023深圳工業展，推進精密測量儀器自主智能化進程
未來還將繼續專注于精密測量檢測技術的發展，與1688平臺商家一起共創出更豐富的線下合作模式，為中國制造技術的快速發展貢獻力量！
幾何量測量基本原理及精密儀器
3、粗糙度輪廓儀
SJ57系列粗糙度輪廓儀一體機一次測量同時評定輪廓和粗糙度參數。SJ5730具有12mm~24mm的大量程粗糙度測量范圍，分辨率高達0.1nm，系統殘差小于3nm。納米級大量程粗糙度測量，高精度、高穩定性、高重復性特點，是大曲面測量（軸承、人工關節、精密模具、齒輪、葉片、軸承滾子）領域精細粗糙度測量的利器。
4、全自動影像儀
Novator系列全自動影像儀0.1μm的光柵顯示分辨率，結合飛拍測量、圖像拼接、環光獨立升降、圖像匹配、無接觸3D掃描成像等功能，多方面滿足測量需求。
5、激光跟蹤儀
GTS系列激光跟蹤儀最大測量半徑80米，是高精度（μm級）、大工作空間（百米級）、便攜式的大尺寸坐標測量機，可以和多種形式的合作目標測頭配合使用，能對大尺度空間內的點、線、面、曲面等幾何特征進行精確測量；能根據合作目標的精確空間姿態對被測工件的內部特征、隱藏特征或曲面等復雜特征進行快速、高精度的測量。
如何選擇合適的儀器？應根據需要確定所要測量的幾何屬性和精度要求，來選擇適合的測量儀器。
幾何量測量是現代工程領域中的一項重要技術。通過準確測量物體的形狀、尺寸等幾何屬性，可以為產品設計、工程測量等提供重要的依據。在測量過程中，我們需要了解基本原理和精密儀器，并注意選擇合適的儀器、控制環境因素，并提高操作人員的技術水平。只有這樣，我們才能獲得準確、可靠的幾何量測量結果，為工程實踐提供有力支撐。
展開 
中圖儀器補齊國產精密測量短板
在制造業產品和技術層面的新質生產力，不僅僅關注傳統的生產效率和成本控制，更強調利用先進技術、數據分析、人工智能等手段，實現生產過程的智能化、靈活化、個性化和高質量化，是制造業生產力的全面提升和新的發展方式。
新質生產力的核心在于提高生產效率和質量，而創新可以帶來更先進、更高效、更可靠的生產工具和裝備，幫助企業改善產品性能，降低生產成本，提高競爭力。中圖儀器在追求新質生產力的過程中，不斷創新，從納米到百米，全自主研發高質量幾何量測量儀器設備，高強度研發補齊國產精密測量短板。
在納米顯微測量領域，中圖顯微測量儀基于納米傳動與掃描技術、白光干涉與高精度3D重建技術、共聚焦測量等技術，能夠對微小對象進行高精度、高分辨率的測量和分析，引領精細化生產。特別在半導體制造等領域，能以0.1nm分辨率檢測微小元件的尺寸、形狀和表面特征，確保產品達到嚴格的質量標準。
半導體制造·IC晶圓磨劃應用
在國之重器領域，“工業測量皇冠上的明珠”——GTS激光跟蹤儀，歷時6年之久終于問世。它集合了激光干涉測距技術、光電探測技術、精密機械技術、計算機及控制技術、現代數值計算理論等各種先進技術，實現對空間運動目標進行跟蹤并實時測量目標的空間三維坐標。
大型裝備的穩定運行和精準控制是生產效率和質量的關鍵因素。而GTS激光跟蹤儀可用于航空航天領域對飛機零部件及裝配精度的測量，在高端制造中對運動機器人位置的精確標定，又或是在汽車制造中對車型的在線測量等大型裝備的運動控制，是保障大型裝備運行的智能守護者。
展開 三坐標測量儀：從機械精密到智能協同的技術
測量結果可即時生成SPC統計過程控制報告，可實時監控關鍵尺寸的波動趨勢，精準反饋至加工工藝環節，形成“測量-分析-改進”的實時質量優化循環，真正將數據轉化為生產力。
三坐標多軸聯動智能掃描技術輕松解決復雜曲面測量需求
面對渦輪葉片、精密模具等復雜自由曲面的測量需求，傳統三坐標的測頭可能因工件遮擋無法觸及某些區域，導致測量數據不完整。而如今三坐標測量儀的四軸聯動技術讓CMM擁有了更靈活的運動自由度：
四軸聯動系統通過測座的旋轉與三軸移動的協同，讓測頭始終保持與被測曲面的最佳接觸角度，也讓CMM擁有了更靈活的運動自由度。工件一次裝夾，測頭即可在轉臺協同旋轉下，沿復雜曲面連續運動采集海量數據。
多軸聯動的核心，在于運動控制算法的優化。通過實時計算測頭與工件的相對位置，系統可動態調整各軸的運動參數，確保掃描過程平穩、高效。這種“智能協同”能力，讓三坐標測量機在面對最復雜的工件時，仍能保持高精度與高效率的平衡。
從手工量具到智能三坐標，測量技術的每一步進化，都在驅動著現代精密制造的升級。
展開 從0.1nm到1mm：中圖儀器顯微測量儀在拋光至粗糙表面測量中的技術突破
顯微測量儀是納米級精度的表面粗糙度測量技術。它利用光學、電子或機械原理對微小尺寸或表面特征進行測量，能夠提供納米級甚至更高級別的測量精度，這對于許多科學和工業應用至關重要。
在拋光至粗糙表面測量中，中圖儀器的顯微測量儀器具有從0.1nm到1mm的測量范圍，每種儀器都有其獨特的功能和應用范圍。
三種不同顯微測量技術在測量表面粗糙度方面的優勢詳解
一、光學3D表面輪廓儀
工作原理：
1.光源與分光：儀器的光源發出的光束首先通過擴束準直，然后通過分光棱鏡分成兩束光。一束光直接投射到被測表面，另一束光則投射到參考鏡上。
2.反射與干涉：從被測表面反射回來的光束與從參考鏡反射回來的光束在分光棱鏡處匯聚，由于兩束光在不同的路徑上行進，它們之間存在光程差。當兩束光的光程差為半波長的整數倍時，它們會發生干涉，形成明暗相間的干涉條紋。
3.成像與分析：光學3D表面輪廓儀將被測表面的形貌特征轉化為干涉條紋信號。通過測量這些干涉條紋的變化，可以推算出被測表面的三維形貌。系統軟件對這些數據進行處理和分析，從而得到表面的粗糙度、臺階高度、幾何輪廓等參數。
測量能力：
1.粗糙度測量范圍：SuperViewW光學3D表面輪廓儀能夠測量從超光滑表面（0.1nm粗糙度）到相對粗糙表面（1mm粗糙度）的三維形貌。
2.垂直分辨率：SuperViewW光學3D表面輪廓儀可以達到0.1nm的垂直分辨率，這對于測量光滑表面的微小高度變化至關重要。
3.水平分辨率：水平分辨率取決于儀器的掃描范圍和傳感器的像素大小，它決定了可以測量的最小特征尺寸。
展開 小型量子精密測量工具：可通過現有制造技術量產！
導讀
近日，美國國家標準與技術研究院（NIST）的科研人員設計出一個芯片，讓激光與微型原子云在其上面進行交互，充當一個小型工具箱，以量子精準度測量重要的物理量，例如長度。
背景
近年來，科學家們對微觀尺度的精密測量日益重視，由此帶動了以量子力學基本原理為基礎的量子精密測量技術的快速發展。量子精密測量是量子信息科學的一個重要方向，旨在利用量子資源和效應實現超越經典方法的測量精度。
創新
近日，美國國家標準與技術研究院（NIST）的科研人員設計出一個芯片，讓激光與微型原子云在其上面進行交互，充當一個小型工具包，以量子精準度測量重要的物理量，例如長度。
（圖片來源：Hummon/NIST）
正如在《Optica》雜志上發表的論文中所描述的，NIST 的原型芯片可用于生成波長780納米的紅外線，作為校準其他儀器的參考長度來說，它已經足夠精準。NIST 芯片封裝了原子云和光柵結構，將光波引導進入小于1平方厘米的面積，它的尺寸差不多是提供相似測量精度的其他小型設備的萬分之一。
NIST 物理學家 Matt Hummon 表示：“相比于其他采用芯片引導光波探測原子的設備，我們的芯片將測量精準度提高了百倍。我們的芯片目前依賴于一個小型外部激光器和光學平臺，但是在未來設計中，我們希望將所有東西都集成到芯片上。”
技術
許多設備都采用光線探測小型蒸汽室中原子的量子狀態。原子對于外部條件高度敏感，因此，它成為了極好的檢測器。這種基于光線與原子蒸汽交互的設備，可用于測量一些物理量，例如：時間、長度、磁場，應用于導航、通信、醫學及其他領域。一般來說，這種設備必須通過手工組裝。
NIST研發的新型芯片使外部激光光線通過新型波導和光柵結構傳輸，擴大光束直徑從而探測約1億個原子，直到它們從一個能級躍遷至另外一個能級。
展開 中圖儀器AI影像測量技術與智能化生產線的融合
AI影像測量技術與與智能化生產線的融合，是提升生產效率和產品質量的關鍵因素。
AI影像測量技術利用機器視覺和深度學習算法，實現對目標特征的快速、準確識別和測量。使得測量過程實現智能化、無人化，從而解決了傳統測量方法中存在的人為因素干擾、效率低下和成本高昂等問題。
AI影像測量優勢
高效率：單個工件的單次測量時間大幅縮短，如單個工件的單次測量時間從131秒縮短至28秒，效率提升4.5倍。
高精度：通過深度學習算法，AI能夠準確識別并測量微小的特征，減少誤差。如重復性大于0.02mm的尺寸占比降低81%，測量數據更穩定，重復性更佳。
高穩定性：AI測量技術減少了人為操作的不確定性，提高了測量數據的穩定性和一致性。
智能化生產線：AI影像測量技術的應用場景
AI影像測量技術與智能化生產線的融合，不僅提高了生產效率和產品質量，而且為企業帶來了更高的市場競爭力。中圖儀器的影像測量AI自動尋邊技術，可以大幅提高測量效率，助力企業打造自動化、無人化、智能化生產線。
1、新能源行業：在電池后蓋邊緣特征測量中，AI技術能夠排除多層邊界干擾，即使在對比度低的情況下也能準確識別目標邊緣。
2、3C行業：對于手機中框邊緣線的不規則測量，AI技術能夠自動排除邊界干擾，提取正確位置。
3、金屬加工：在金屬邊邊界模糊不清的情況下，AI技術能夠自動過濾毛刺干擾，準確提取邊界。
展開 顯微測量|臺階儀二維超精密測量微觀形貌
CP系列臺階儀具有亞埃級分辨率，結合單拱龍門式設計降低環境噪聲干擾，確保儀器具有良好的測量精度及重復性。其500萬像素高分辨率彩色攝像機，即時進行高精度定位測量。
采用具有超微力可調和亞納米級分辨率的臺階儀測量ITO膜厚，高精度測量同時不損傷樣件本身。
2、快速測量的能力
臺階儀配備精密XY位移臺、360°電動旋轉平臺和電動升降Z軸，可對樣品的XYZ、角度等空間姿態進行調節，提高測量精度及效率。快速獲取表面的高程數據，將測量結果以圖形的形式展現出來。這提高了測量效率，減少了測量時間。
3、廣泛的適用范圍
臺階儀可以對各種不同材料的表面進行測量，包括金屬、塑料、玻璃等材料。不管是平坦的表面還是曲面，臺階儀都能夠輕松應對，確保測量結果的準確性和可靠性。
典型應用
展開 AI影像測量：開啟測量儀器的智能之眼
中圖AI影像測量效率和精度
1、測量效率對比
單個工件的單次測量時間由131s縮短至AI測量28s，效率提升4.5倍
2、重復性對比
重復性大于0.02mm的尺寸占比降低81%，測量數據更穩定，重復性更佳
3、人員一致性對比
三個不同的操作員分別使用AI測量的數據一致性比手動測量的一致性要好很多
中圖儀器的影像測量AI自動尋邊技術，可以大幅提高測量效率，助力企業打造自動化、無人化、智能化生產線。
展開 
精密儀器：千分尺的制作過程及使用
千分尺是我們工作中最常用的測量工具之一。這篇文章介紹了千分尺的基本構造、使用方法，以及相關的保養保存方法。
首先我們了解一下最常見的游標千分尺。
? 標準機械外徑千分尺
各部位的名稱以及主要部件的名稱如下圖所示：
? 標準機械千分尺測量原理
心軸轉一圈的距離ｐ（p=0.5mm），被微分筒（刻度）分成50等分，從而得到1個刻度的讀數為0.01mm。
標準機械千分尺的測量原理圖
標準機械千分尺的測量原理計算
? 標準機械千分尺刻度的讀法
當基線對正之后，我們可以通過基線的位置來確定尺寸最后一位。
? 數顯外徑千分尺
基本構造如下圖所示。
? 數顯外徑千分尺測量原理
分辨率為0.001mm，心軸轉一圈的距離0.5mm 通過傳感器（轉子，定子）分割成500分，0.5mm÷500=0.001mm。
數顯千分尺的測量原理
除以上兩種常見的千分尺外，還有一種便是下面這種帶計數器的外徑千分尺。
千分尺的測力裝置
千分尺的測力裝置也是非常重要的組成部件之一，合理的使用可以提高千分尺的壽命，提高測量精度。
注：該圖表來自三豐千分尺測力裝置簡介。
千分尺產品使用時的注意事項
既然介紹了千分尺的基本構造和讀數方法，接下來最重要的就是千分尺產品使用時的注意事項和千分尺的維護和保養了。
1. 仔細檢查類型、測量范圍、精度和其他規格，為您的用途選擇合適的型號。
2. 測量前，千分尺和工件放置在室溫下足夠長的時間，使其溫度均衡。
3. 讀取微分筒刻線時直視基準線。
展開 國產三坐標測量機|中圖儀器全自主研發，實現高精度三維尺寸測量
2、全自主研發控制器、測頭測座、軟件
Power DMIS測量軟件
Power DMIS測量軟件是中圖儀器自主研發的三坐標測量分析軟件，擁有自主可控的核心技術。該軟件支持DMIS與I++標準協議，并通過了德國PTB認證。
主要特點：
（1）界面簡潔友好，互動性強。各功能模塊易識別和理解，用戶可以快速上手；
（2）機型庫、測頭系統、I++插件、DMIS轉化功能，極大提高軟件的兼容性和適配性，并得以豐富各種應用場景；
（3）概要程序模式消除掉冗長的DMIS代碼顯示，大大降低對用戶編程技能的要求，參數化視圖交互功能實現所設即所測；
（4）創建元素提供多種測量和構造方法，用戶可以按需設置，既增加測量應用場景，又通過豐富的視圖工具快捷設置視圖顯示；
（5）提供路徑顯示和碰撞檢測，利于直觀形象的查看設備運動路徑，保證安全高效測量；
（6）數據中心提供豐富多樣的數據管理功能，可實現數據的本地化管理，也可按客戶需求導入數據庫，適用于各類企業和行業。
在選擇合適的測量方法時，需要綜合考慮不同測量設備的特點和優勢。無論是工作過程、測量精度，還是應用領域，三坐標測量機都展現出了強大的優勢和潛力。同時，中圖儀器國產三坐標測量機也在不斷迎頭趕上，為用戶提供測量解決方案。
展開 精密微納米結構測量解決方案
3D成像技術實現了二維到三維的升級。智能化制造下，具有3D成像功能的機器視覺系統可以更快，更準確地檢查生產現場的組件。其中表面形貌的3D測量，包括了輪廓的測量以及表面粗糙度的測量，是微納結構測量最為基礎和重要的項目。目前常用的微結構表面形貌測量方法分為接觸式和非接觸式。
運用非接觸式測量技術的3D光學檢測儀器，大多是基于光學方法（干涉顯微法、自動聚焦法、激光干涉法、光學顯微干涉法等），可對精密零部件的表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸實現微納級測量，在微納米結構檢測中有著重要意義。
中圖儀器基于3D光學成像測量非接觸、操作簡單、速度快等優點，以光學測量技術創新為發展基礎，研發出了常規尺寸光學測量儀器、微觀尺寸光學測量儀器、大尺寸光學測量儀器等，能提供從納米到百米的精密測量解決方案。
1、自動聚焦法-影像測量儀
自動聚焦法是基于幾何光學的物象共軛關系，能使得場景目標在成像系統中準確清晰成像的某種自動調節過程，當照明光斑匯聚在被測面時，進一步調整檢測頭與表面的距離，直至光斑像尺寸最小而得到該被測位置的相對高度。
Novator系列復合式影像儀是一款能充分發揮光學電動變倍鏡頭高精度優勢的全自動影像測量儀。
支持點激光輪廓掃描測量，進行高度方向上的輪廓測量；
支持線激光3D掃描成像，可實現3D掃描成像和空間測量；
支持頻閃照明和飛拍功能，可進行高速測量，提升測量效率；
具有可獨立升降和可更換RGB光源，可適應更多復雜工件表面。
2、共焦激光掃描顯微法-共聚焦顯微鏡
激光共焦掃描顯微術是一項高分辨率三維光學成像技術。利用精密共焦空間濾波結構，通過物象共軛關系濾除焦點外的反射光，提高成像的可見度。
展開 顯微測量|中圖儀器顯微測量儀0.1nm分辨率精準捕捉三維形貌
2、二維超精密測量
CP系列臺階儀，亞埃級垂直分辨率。作為一款超精密接觸式微觀輪廓測量儀器，主要用于臺階高、膜層厚度、表面粗糙度等微觀形貌參數的測量。能夠測量樣品表面的2D形狀或翹曲，如在半導體晶圓制造過程中，因多層沉積層結構中層間不匹配所產生的翹曲或形狀變化，或者類似透鏡在內的結構高度和曲率半徑。
顯微測量技術在先進制造業中具有至關重要的意義。它為制造業提供了準確、可靠的測量手段，幫助企業實現了更高水平的制造和更高質量的產品。隨著科技的不斷進步，相信顯微測量技術將會在未來取得更大的突破和應用。
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