在视频测量系统（VMS）中，校准标准的选择和使用直接影响测量精度和长期稳定性。玻璃标尺和光栅标尺是两种常用的校准元件。虽然两者都能建立长度参考并校正系统误差，但它们在结构、工作原理、应用场景和维护要求方面存在显著差异。本文将详细分析这些差异，涵盖技术特点、应用、校准内容、维护以及典型应用案例。
1. 应用差异
玻璃尺和光栅尺侧重于不同的测量维度：
玻璃标尺：主要用于像素校准和二维几何校准，适用于视觉校准和视场（FOV）均匀性验证。高对比度蚀刻线可实现亚像素级图像精度校正。
光栅标尺：主要用于平台线性精度和长行程重复性，是大型行程可变位移传感器和机械平台误差补偿的理想选择。周期性线条可提供精确的线性位移测量，确保长行程范围内的精确定位。
例如：在 100×100 mm 的测量台上，如果需要验证 ±2 μm 的线性精度，光栅标尺可提供更高的精度和稳定性。对于镜头畸变、像素尺寸或视场均匀性校准，玻璃标尺可提供更精确的光学参考。
2. 校准内容
像素校准
决定像素的物理尺寸：
玻璃标尺：用于测量局部像素尺寸
光栅标尺：用于大面积像素一致性验证
几何校准
补偿镜头像差和畸变：
玻璃标尺：均匀的蚀刻线允许创建变形模型
光栅标尺：不适用于畸变分析；主要用于线性位移校正
平台线性度和重复性验证
生成线性误差补偿表，以提高长行程定位精度：
光栅标尺：稳定的周期性线条，适用于在不同位置采集位移数据
3. 维护和使用要求
1. 清洁和维护
使用不起毛的布和无水酒精清洁玻璃表面
避免强力溶剂和坚硬物体接触秤盘。
不要直接用压缩空气吹。
2. 存储
请在恒温环境下储存，以防止热胀冷缩。
使用防震容器
避免阳光直射和紫外线照射
3. 使用说明
测量前请确保校准标准品和设备处于相同温度。
使用夹具或平台来确保位置稳定性
避免倾斜或错位，以防止图像失真。
4. 典型应用示例
示例 1：使用 5 倍物镜进行二维平面校准
使用玻璃标尺进行像素校准和视场畸变校正
适用于印刷电路板、精密冲压件和移动设备组件
例 2：300 毫米 XYZ 平台的线性补偿
使用光栅标尺对舞台上的多个位置进行采样。
生成误差补偿表
适用于精密夹具、半导体载体和金属零件的长行程高精度测量
5. 结论
在视频测量系统中，玻璃标尺和光栅标尺发挥着不同的作用：
玻璃标尺：光学校准，确保像素尺寸和畸变校正
光栅标尺：机械位移校准，确保长行程平台的线性精度和重复性。
在实际工程应用中，将两者结合起来可以实现全面的光学和机械精度。正确选择和维护校准标准是确保系统长期稳定性和可靠性的关键。