本发明专利技术涉及一种用于校准厚度测量装置的方法，其中所述厚度测量装置在可以预先设定的测量方向（Ｚ）上测量被测对象的厚度，所述厚度测量装置具有至少一个非接触式或者扫描式位移传感器（１，２），其中将具有已知厚度和形状的参考对象（３）移动到所述至少一个位移传感器（１，２）的测量场的至少一个局部区域之中，所述方法能进行特别精确且简单的校准，该方法包括以下步骤：首先在可以预先设定的时刻ｔｊ或者根据所述参考对象（３）在所述测量场中的可以预先设定的位置Ｐｊ，由所述至少一个位移传感器（１，２）在所述参考对象（３）的第一表面上的至少两个可以预先设定的位置处记录至少两个独立的测量值，其中ｊ＝１、２．．．．．．；随后从在所述时刻ｔｊ或者根据所述参考对象（３）的位置Ｐｊ所记录的测量值确定所述参考对象（３）在所述测量场中的倾斜度或者空间位置；然后由所述至少一个位移传感器（１，２）在与所述第一表面相反的第二表面上或者在与所述第一表面相反的参考对象（３）表面区域上的位于所述测量方向（Ｚ）上的另一个位置处记录另一个测量值，以便在所述测量方向（Ｚ）上确定所述参考对象（３）的厚度值；接下来根据所述至少一个位移传感器（１，３）在所述时刻ｔｊ或者在所述测量方向（Ｚ）上的位置Ｐｊ中的测量值来计算所述参考对象（３）的厚度值；最后对厚度计算值与所述参考对象（３）的已知厚度之差进行计算，以得到所述局部区域或者所述测量场中与位置和倾斜度或方位相关的修正值，从而能够在厚度测量过程中补偿所述至少一个位移传感器（１，２）在所述局部区域或者所述测量场中的几何误差和／或非线性度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，其中该厚度测量装置在可预先设定的 测量方向上测量被测对象的厚度，该厚度测量装置具有至少一个非接触式或者扫描式位移 传感器，其中将具有已知厚度和形状的参考对象移动到该至少一个位移传感器的测量场的 至少一个局部区域之中。
技术介绍
DE 40 11 717 Al公开了一种利用两个非接触式或者扫描式位移传感器来校准 厚度测量装置的方法，其中将一个具有已知厚度的参考对象移动到位移传感器的测量场之 中。按照这种已知的方法，两个传感器例如在预先设定的测量方向上从参考对象的顶面和 底面分别测量至参考对象的顶面或底面的距离。将传感器相互间的已知距离减去所测定的 这两个距离值，即可得到参考对象的厚度。由于这些传感器通常具有非线性测量特性，因而 参考对象在传感器的轴线方向上(也就是在测量方向上)在传感器之间来回运动，从而能 够根据参考对象的位置来执行多次厚度测量。换句话说，可以在参考对象的任意多个相对 位置中测量位移传感器与参考对象之间的距离或者参考对象的厚度，并且可针对每一个相 对位置，将根据位移传感器的非线性度得出的传感器测量值与预先设定的已知参考对象厚 度之间的偏差记录为与相应传感器测量值对应的测量误差并且保存起来。这样就能在随后 对任意对象进行厚度测量时，在整个测量范围内补偿位移传感器的非线性度。这种已知方法的问题在于，在校准过程中必须在相对的传感器的轴线方向上始终 非常精确而且没有倾斜地来回移动参考对象。取决于倾斜角度，参考对象的倾斜会使测量 值明显失真。当参考对象倾斜时，检测到的厚度显著大于参考对象未倾斜时的厚度。即使 仅仅倾斜5°，也会引起0. 38%的测量误差，这对于许多精密测量而言，例如在需要监测带 材、薄膜或类似物体厚度的情况下，这个误差已经显得太大了。因此为了保证精确校准和测量，不仅参考对象而且被测对象都要被精确平行地引 导，这实际上很难做到或者常常根本无法做到。这种已知方法的另一个缺点在于，即使参考对象的厚度略有差别，例如由于表面 粗糙度或者局部不平整所引起的细微差别，也会使校准结果失真。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于，阐述一种，可用该方法来实现 特别精确且简单的校准。采用具有权利要求1所述特征的方法，即可解决上述任务。按照所述的校准厚度 测量装置的方法，所述厚度测量装置在可预先设定的测量方向上测量被测对象的厚度。厚 度测量装置具有至少一个非接触式或者扫描式位移传感器，其中将具有已知厚度和形状的 参考对象移动到该至少一个位移传感器的测量场的至少一个局部区域之中。作为第一方法 步骤，在可以预先设定的时刻、或者根据参考对象在测量场中可以预先设定的位置Pj，由至少一个位移传感器在参考对象的第一表面上的至少两个可以预先设定的位置处记录至 少两个独立的测量值。下一步，从之前在时刻、或者根据参考对象的位置Pj所记录的测量 值确定参考对象在测量场中的倾斜度或者空间位置。接着或者基本上在记录先前的测量值 的同时，由至少一个位移传感器在与第一表面相反的第二表面上或者在与第一表面相反的 参考对象表面区域上的位于测量方向上的另一个位置处记录另一个测量值，以便在测量方 向上确定参考对象的厚度值。然后根据至少一个位移传感器在时刻、或者在测量方向上的 位置h中的测量值来计算参考对象的厚度值。最后对厚度计算值与参考对象的已知厚度 之差进行计算，以得到局部区域或者测量场中与位置和倾斜度或方位相关的修正值，从而 能够在厚度测量过程中补偿至少一个位移传感器在局部区域或者测量场中的几何误差和/ 或非线性度。本专利技术所述方法与已知方法的不同之处在于，不仅能进行点状测量和校准，而且 也能基于多维度记录的测量值来进行校准。在最为简单的情况下，首先在参考对象的第一表面上的两个可预先设定的位置处 记录两个独立的测量值。可以根据这两个测量值来确定某一平面中的倾斜度。这些测量值 是在可以预先设定的时刻、或者根据参考对象的位置P」来记录的。然后利用至少一个位移传感器来记录源自于与该表面相反的参考对象一侧的另 一个测量值，从而能够在测量方向上测定参考对象的厚度。如果应在可预先设定的时刻tj 进行测量，以使得该另一个测量值与之前在第一表面上记录的测量值相关，则也在时刻、 记录该另一个测量值。如果要根据参考对象在测量场中的可预先设定的位置P」来进行测 量，则也可以在稍后某一时刻记录该另一个测量值。但是，参考对象必须处在与记录第一表 面上的测量值时相同的位置Pj之中。现在可以根据测定的测量值来计算参考对象在时刻tj或者在测量方向上的位置 Pj中的厚度值。最后对厚度计算值与参考对象的已知厚度之差进行计算，以便获得进行校准所需 的修正值。此外在本专利技术所述的方法中还要注意，若以二维方式记录测量值，只要有例如由 两个点式传感器提供的两个测量值，即可测定空间倾斜度。这时适用两点成一线的定律。因 此不需要线扫描器。同理也适用于三维记录测量值，这里只要有能够由三个点式传感器提供的三个测 量值即可，因为至少三个点就已完全定义一个平面。例如在参考对象或被测对象的顶面和 /或底面上可以各有两个激光三角测量传感器，这样就能确定朝向某一个方向的倾角，甚至 可以利用三个传感器来确定空间位置。本专利技术所述的方法可利用至少一个并且因此也可仅用一个提供至少两个独立测 量值的位移传感器来实现。例如若为透明介质(例如玻璃板或塑料薄膜)，就可以通过一种 光学扫描器(例如激光线扫描器或者共焦线扫描器)，在探测器线列上不仅从材料或介质 的顶面，而且也从底面获得光点形式的信号。这种方法也适用于不透明介质，例如可使用一 个反射镜，从而将来自顶面和底面的信号投影到同一个透镜扫描器上。对于不透明介质也 可使用其它测量原理，并且可以仅仅使用一个传感器来获得来自顶面和底面的信号，其中 这里可以使用超声波或者X光方法。按照本专利技术所述的方法，时刻、和位置P」中的索引j是一个表示连续时刻或位置 的自然数。采用本专利技术所述的方法，能够以简单的方式进行校准，即使当参考对象倾斜时，也 能获得正确的校准值。最终，采用本专利技术所述的方法还可以进行独立于倾斜度的校准。不 再需要在校准过程中精确地平行引导参考对象。因此，采用本专利技术所述的方法，能够以特别精确、简单的方式进行校准。在具体执行本方法的过程中，可以在测量场的至少一个局部区域之内移动参考对 象，从而当参考对象在测量场中运动时，在不同的位置或者在不同的时刻产生关于参考对 象的相应位置、方位或倾斜度的若干修正值。所记录的值越多，就可以产生更多的修正值， 随后即可更加精确地测量被测对象的厚度。在本方法中，在确定参考对象在可预先设定的平面中的倾斜度时可以记录变量对 ((Xi1 ;ζ/)，(Xi2 ;Zi2))形式的测量值。这些变量对所涉及的是传感器1和2在以χ和y坐 标表示的任意多个和至少两个测量点i处的相互独立的测量值。在确定参考对象的三维空间位置时记录三元变量((Xi1 ;ζ/)，(χ,2 ;Yi2 ;Zi2))， 其中上标表示传感器编号，下标i表示连续的测量值编号。相应地，三元变量(Xi1 ;ζ/) 和(Xi2 ;Yi2 ;Zi2)所涉及的是传感器1或2在以x、y和ζ坐标表示的任意多个和至少两个测 量点i处的相互独立的测量值。这些测量值是根据参考对象本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于校准厚度测量装置的方法，其中所述厚度测量装置在可以预先设定的测量方向（Ｚ）上测量被测对象的厚度，所述厚度测量装置具有至少一个非接触式或者扫描式位移传感器（１，２），其中将具有已知厚度和形状的参考对象（３）移动到所述至少一个位移传感器（１，２）的测量场的至少一个局部区域之中，所述方法包括以下步骤： －在可以预先设定的时刻ｔｊ或者根据所述参考对象（３）在所述测量场中的可以预先设定的位置Ｐｊ，由所述至少一个位移传感器（１，２）在所述参考对象（３）的第一表面上的至少两个可以预先设定的位置处记录至少两个独立的测量值，其中ｊ＝１、２．．．．．．； －从在所述时刻ｔｊ或者根据所述参考对象（３）的位置Ｐｊ所记录的测量值确定所述参考对象（３）在所述测量场中的倾斜度或者空间位置； －由所述至少一个位移传感器（１，２）在与所述第一表面相反的第二表面上或者在与所述第一表面相反的参考对象（３）表面区域上的位于所述测量方向（Ｚ）上的另一个位置处记录另一个测量值，以便在所述测量方向（Ｚ）上确定所述参考对象（３）的厚度值； －根据所述至少一个位移传感器（１，３）在所述时刻ｔｊ或者在所述测量方向（Ｚ）上的位置Ｐｊ中的测量值来计算所述参考对象（３）的厚度值； －对厚度计算值与所述参考对象（３）的已知厚度之差进行计算，以得到所述局部区域或者所述测量场中与位置和倾斜度或方位相关的修正值，从而能够在厚度测量过程中补偿所述至少一个位移传感器（１，２）在所述局部区域或者所述测量场中的几何误差和／或非线性度。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·舒奥莫瑟，
申请(专利权)人：微埃普西龙测量技术有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE
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