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3D影像测量仪可对工件进行复杂的三维空间尺寸测量，在使用三次元测量仪测量空间曲线时,首先要明确曲线的法线方向,为了计算接触曲线的三维法线方向需要引入“参考曲线”和“辅助曲线”。
一般用来确定测量值的曲线称为“参考曲线”,用来计算法线方向的曲线称为“辅助曲线”。辅助曲线必须与参考曲线平行,根据接触点的修正,可以计算出参考曲线的理论基础点及三维法线方向。而两条曲线的名义点数不一定要相等,但点数越多则数学精度越高。在测量中随着曲率的增加,接触点的位置会有位移发生这可以通过探头的顶端模拟计算功能来补偿。
在进行空三维“未知曲线”的测量要先通过测量参考曲线,经过探头中心与探头半径的补偿得到接触点数据,并用名义值转换的方法计算出名义值，然后通过测量辅助曲线,并按要求计算出法线方向,接触点上的三维法线方向是从两条平行曲线计算得来的，最后对该未知曲线按三维“已知曲线”进行测量。
在使用三次元探头测量三维变化的表面时要先知道接触点的三维法线方向,只有让探头中心精确地定位在三维法线方向上,探头与三维表面的接触点才是真正所需要的点，测量以后通过探头半径数据的三维法线方向的补偿和最佳拟合得出接触点的数据和法线方向,然后通过与三维“已知曲线”的比较,得到该曲线在法线方向上的实际偏差值。
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