在线图像测量仪 HM 系列：五种规格、量程与选型

普密斯 HM 系列是在线投影图像测量头：发射端投射绿色 LED 平行光，接收端用 CMOS 对阴影成像，在产品不停顿的情况下测量外径、宽度、高度、圆角等几何尺寸。系列共五个测头，测量视野从 6 mm 到 120 mm。本页给出每个型号的公布数据、说明这套光学设计为什么稳定，并给出选型的判断顺序。

五个型号

看数字之前先看规律：视野与可达精度是反向关系。同一套接收器覆盖的视野越小，每个尺寸占的采样越密，数值越好。所以选型的起点不是「买数值最好的那个」，而是「一次视野必须看到的最大特征是什么，以及它上面要保多少公差」。

重复精度数值为什么这么小

HM-1006 公布的 ±0.03 µm 相当于 30 纳米。这是厂商规格表中的指标，而我们掌握的资料未注明其测试条件——环境、样本数、标准件、积分时间均未给出。它应当被理解为规定条件下的仪器能力，而不是产线上可达到的公差。真实产线能保多少，取决于产品姿态、振动、温度和污染，与测头本身同等重要。任何数值在写进控制计划之前，都应当用自己的标准件复核，原则见校准与测量稳定性。

起作用的三项光学设计

• 发射侧与接收侧均为远心光学系统。远心系统让进入镜头的光线平行于光轴，物体沿光轴前后移动时表观尺寸不变。HM 系列在发射侧和接收侧都采用远心设计。只有单侧远心的布置仍然存在尺寸变化，因为仍有部分光线带倾角进入。
• 高景深。与双远心配合，使产品在景深范围内的位置偏移不影响测量精度。实际价值是容忍走线漂移，而走线漂移是在线测量最常见的误差来源。
• 近乎无畸变设计加全视野面补修正。低畸变并在整个视野范围内修正，使一次标定在视野边缘同样成立，而不只是中心准确。

远心镜头与普通镜头的差别及各自适用场合，见12.5 倍远心连续变倍镜头与用远心镜头测量轴类外径。

35 微秒曝光：不停线测量

该系列曝光时间为 35 微秒。在这个曝光时长下，运动中的产品相当于被冻结，阴影不会出现拖影，产线无需停顿或分度即可完成测量。这是它与台式测量系统最大的使用差别：产品在通过过程中被测量。代价是短曝光进光量少，因此发射端采用专门的绿色 LED 光源，而不是靠环境光或普通照明。相关计算见运动工件的在线测量。

一次拍摄能输出什么

厂商资料说明：单次拍摄可输出外径、宽度、高度、圆角等图纸标注项目，最多 100 项；同时可检测异物、毛刺、缺陷、切屑。这里有两处需要说清。第一，「最多 100 项」是软件从一张轮廓图上能评估多少个尺寸，不代表这 100 个公差都能达到同样精度。第二，轮廓法只能发现改变外轮廓的缺陷——毛刺、崩边、边缘异物；完全位于轮廓内部的划痕或色差不会改变阴影，因此不会报出。能力边界另见单次多项尺寸测量的真实边界。

资料中列举的应用

规格书列举碳膜电阻、散热片、钻头、圆柱形零件。这类零件的共同点是：截面一致、尺寸由外轮廓定义、节拍高到不允许停下来测量。反过来说，如果您的零件关键尺寸在内孔、在壁厚，或者需要判定形位公差，那么它就不属于这一类的典型应用，选型时应先确认原理是否成立，而不是先看型号。判断方法可参考单次多项尺寸测量的真实边界。

选型顺序

1. 先定一次视野内必须出现的最大尺寸，由此确定型号——不要选小了再拼接。
2. 用该型号的位置测量精度而不是重复性去核对公差。决定与真值一致性的是精度。
3. 确认现场实际能保证的走线稳定性。若漂移超出景深范围，换任何测头都无济于事。
4. 判定是全检在线还是台式抽检，判断依据见在线与离线光学测量如何选择。

HM 系列做不了什么

• 它测的是轮廓。内孔、内径、壁厚不在能力范围内。
• 它是投影法。真正的三维形貌、面平面度和垂直于视线方向的台阶高度需要别的原理，见非接触位移测量方法对比。
• 它不能替代圆度仪去判定棱圆度等形位公差。

FAQ

30 mm 的零件选哪个型号？

HM-1040，视野 φ40 mm，是能一次容纳 30 mm 物体的最小测头，公布数值为重复精度 ±0.08 µm、位置测量精度 ±1.0 µm。不要选 HM-1015（φ15 mm）再分两次拍摄拼接——拼接会重新引入本想避免的定位误差。

为什么小视野型号的重复精度更好？

接收器像素数固定。同样多的像素铺在 6 mm 上比铺在 120 mm 上更密，尺寸分辨更细，数值更好。所以选型从最大特征出发，而不是从最好看的数值出发。

±0.03 µm 在产线上能达到吗？

这是 HM-1006 规格表中的指标，我们掌握的资料未注明测试条件。请把它理解为规定条件下的仪器能力。产线能保的公差还取决于姿态、振动、温度和光学窗清洁度。

测量时产品需要停下吗？

不需要。35 微秒曝光足以冻结运动中的产品，测量在通过过程中完成，产线无需停顿或分度。

和 LM-1030 测径仪有什么区别？

两者都用透射光和阴影。LM-1030 是专用测径仪，量程 0.3 至 30 mm，采样率 2400 次/秒。HM 测头是图像测量头，返回外径、宽度、高度、圆角等完整几何量，视野 6 至 120 mm。原理层面的比较见在线测径方法选择。

能检测表面缺陷吗？

只能检测改变轮廓的缺陷——毛刺、崩边、边缘异物。完全在轮廓内部的划痕或污渍不改变阴影，本方法不会报出。

能测旋转零件的摆动吗？

厂商资料把旋转时的摆动和工件位置坐标列入可测项目，因此可以——前提是摆动表现为阴影位置的变化，零件在光束中旋转时确实如此。

下一步

请告知一次视野内必须容纳的最大尺寸、需要保证的公差、线速度和材料。我们可以确认适用哪个 HM 测头，或者判断是否更适合用LM-1030 测径仪，还是用台式一键式系统如IMAGE 3。