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顯微課堂 | 顯微鏡測(cè)量校準(zhǔn):為什么要這樣做?

來(lái)源:徠卡顯微系統(tǒng)(上海)貿(mào)易有限公司 更新時(shí)間:2026-03-26 17:00:31 閱讀量:90
導(dǎo)讀:顯微課堂 | 顯微鏡測(cè)量校準(zhǔn):為什么要這樣做?


定期校準(zhǔn)顯微鏡可確保為科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用提供精確、一致和可靠的測(cè)量結(jié)果

通過(guò)將顯微鏡的測(cè)量結(jié)果與已知的參照物或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較和調(diào)整,校準(zhǔn)有助于確保長(zhǎng)期為多個(gè)用戶(hù)提供準(zhǔn)確可靠的結(jié)果,增強(qiáng)測(cè)量的可信度。根據(jù)國(guó)際、地區(qū)或組織準(zhǔn)則或標(biāo)準(zhǔn),也可能需要進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)顯微鏡對(duì)于某些應(yīng)用和行業(yè)至關(guān)重要,如檢測(cè)、質(zhì)量控制、故障分析、研發(fā)&D、科學(xué)研究以及汽車(chē)、航空航天、電子和醫(yī)療設(shè)備行業(yè)。顯微鏡校準(zhǔn)既可以由用戶(hù)直接完成,也可以利用徠卡顯微系統(tǒng)提供的專(zhuān)業(yè)服務(wù)。建議在顯微鏡安裝、維修或升級(jí)后立即進(jìn)行校準(zhǔn),并且每年至少重復(fù)校準(zhǔn)一次。


核心要點(diǎn)

  • 顯微鏡校準(zhǔn)為何重要:儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性、校準(zhǔn)如何驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果、影響結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的因素,以及履行準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題都在討論之列。

  • 如何校準(zhǔn)顯微鏡:有不同類(lèi)型的光學(xué)顯微鏡可供選擇,如立體顯微鏡、復(fù)合顯微鏡和數(shù)碼顯微鏡,但如今測(cè)量通常使用數(shù)碼顯微鏡攝像頭和軟件,而不是目鏡視網(wǎng)膜。

  • 分步校準(zhǔn)指南:詳細(xì)描述了使用云臺(tái)測(cè)微計(jì)作為測(cè)量基準(zhǔn),對(duì)安裝了數(shù)碼相機(jī)的顯微鏡進(jìn)行校準(zhǔn)的過(guò)程。共顯示6個(gè)步驟,包括生成校準(zhǔn)報(bào)告。

  • 用于校準(zhǔn)的實(shí)用顯微鏡配件:在進(jìn)行顯微鏡校準(zhǔn)時(shí),配件可以提供幫助,例如清潔光學(xué)鏡組和進(jìn)行精確的水平平臺(tái)移動(dòng)。

  • 專(zhuān)業(yè)校準(zhǔn)服務(wù):徠卡顯微系統(tǒng)提供定期校準(zhǔn)顯微鏡的服務(wù)。

顯微鏡校準(zhǔn)可確保檢測(cè)、質(zhì)量控制(QC)、故障分析和研發(fā)(R&D)所需的測(cè)量準(zhǔn)確一致。本文介紹了校準(zhǔn)步驟。使用參照物進(jìn)行校準(zhǔn)可使結(jié)果具有可重復(fù)性,并有助于確保與準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)一致。為了獲得準(zhǔn)確一致的結(jié)果,建議校準(zhǔn)顯微鏡并定期檢查。如有需要,可向校準(zhǔn)專(zhuān)家尋求支持。




顯微鏡校準(zhǔn)為何重要

準(zhǔn)確性和可靠性



校準(zhǔn)是指通過(guò)將儀器(例如光學(xué)顯微鏡)的測(cè)量結(jié)果與已知的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或參照物進(jìn)行比較,從而調(diào)整和驗(yàn)證儀器測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的過(guò)程。準(zhǔn)確度之所以重要,是因?yàn)?/span>準(zhǔn)確度決定了儀器的測(cè)量值與真實(shí)值或公認(rèn)值的接近程度。

正確的校準(zhǔn)可確保顯微鏡在規(guī)定的公差范圍內(nèi)提供準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。校準(zhǔn)還可以通過(guò)減少或盡量減少系統(tǒng)誤差來(lái)提高精度。由于光學(xué)顯微鏡可用于測(cè)量微米級(jí)距離和分辨精細(xì)細(xì)節(jié),因此校準(zhǔn)對(duì)于獲得精確測(cè)量結(jié)果非常重要,應(yīng)定期進(jìn)行。


影響準(zhǔn)確可靠結(jié)果的因素



顯微鏡測(cè)量中可能出現(xiàn)誤差或不一致的因素有很多,例如顯微鏡使用不當(dāng)、多個(gè)用戶(hù)頻繁使用顯微鏡進(jìn)行不同的應(yīng)用、設(shè)置不當(dāng)、工作區(qū)或?qū)嶒?yàn)室的環(huán)境條件變化等。

為了確保所有顯微鏡用戶(hù)的結(jié)果長(zhǎng)期保持一致和可靠,除了定期校準(zhǔn)之外,還應(yīng)該采取以下措施:

  • 盡量減少或消除顯微系統(tǒng)在配置或設(shè)置方面的錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤可能是由于多個(gè)用戶(hù)或不同應(yīng)用的更改造成的。

  • 保持顯微鏡使用環(huán)境在溫度、濕度等方面的穩(wěn)定。

  • 糾正使用過(guò)程中不必要或意外的變化,如錯(cuò)位、漂移等。

  • 在規(guī)定范圍內(nèi)按照選定的準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)操作顯微鏡。


履行準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)



顯微鏡校準(zhǔn)還有助于確保符合特定應(yīng)用的國(guó)際、地區(qū)和組織準(zhǔn)則或標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上,某些準(zhǔn)則或標(biāo)準(zhǔn),如 ISO、EN、ASTM、DIN 等,會(huì)要求對(duì)應(yīng)用中使用的儀器進(jìn)行校準(zhǔn)認(rèn)證。




如何校準(zhǔn)顯微鏡

不同類(lèi)型的光學(xué)顯微鏡



光學(xué)顯微鏡有變焦光學(xué)系統(tǒng),如立體顯微鏡 [1] ,也有固定光學(xué)系統(tǒng),如復(fù)合顯微鏡 [2] (參見(jiàn)圖 1)。此外,還有不帶目鏡和集成顯微鏡攝像頭的數(shù)碼顯微鏡 [3]。傳統(tǒng)顯微鏡有目鏡,但通常也可以選擇安裝數(shù)碼相機(jī)。徠卡顯微系統(tǒng)公司提供一系列高品質(zhì)的體視顯微鏡、復(fù)合顯微鏡和數(shù)碼顯微鏡以及數(shù)碼顯微相機(jī)。

圖 1:例如A) M205 C 立體顯微鏡(帶變焦光學(xué)系統(tǒng));B) Visoria M 材料復(fù)合顯微鏡(帶固定光學(xué)系統(tǒng));以及 C) DVM6 數(shù)碼顯微鏡。

使用這些顯微鏡進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的測(cè)量都需要校準(zhǔn),每種顯微鏡都可以使用類(lèi)似的程序進(jìn)行校準(zhǔn)。如今,測(cè)量通常使用數(shù)碼顯微相機(jī),因此校準(zhǔn)是通過(guò)顯示器上顯示的相機(jī)實(shí)時(shí)圖像完成的。




逐步校準(zhǔn)指南

如上所述,目前使用顯微鏡進(jìn)行測(cè)量時(shí),通常是在顯示器上顯示數(shù)字圖像。校準(zhǔn)顯微鏡之前,請(qǐng)確保相機(jī)工作正常。一般來(lái)說(shuō),校準(zhǔn)可以通過(guò)軟件完成,具體步驟如下:

1

在顯微鏡軟件中找到并打開(kāi)校準(zhǔn)設(shè)置。使用顯微鏡相機(jī)現(xiàn)有的最高像素分辨率,并檢查像素是否分檔。

2

如果沒(méi)有校準(zhǔn)文件,則添加一個(gè)校準(zhǔn)文件,或者創(chuàng)建一個(gè)新文件。

3

在顯微鏡平臺(tái)上放置一個(gè)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量基準(zhǔn),如平臺(tái)測(cè)微計(jì)或帶有精確長(zhǎng)度刻度的直尺,并在特定放大倍率值下使其清晰聚焦(參見(jiàn)圖 2)。

圖 2:用于校準(zhǔn)的臺(tái)式測(cè)微計(jì)在低倍鏡下的銳聚焦圖像。每格 0.1 毫米。

4

然后,調(diào)整實(shí)時(shí)圖像中出現(xiàn)的距離線,使其與參照物上與所需長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)記相匹配,然后在軟件校準(zhǔn)設(shè)置中標(biāo)明所測(cè)量的長(zhǎng)度(參見(jiàn)圖 3)。

圖 3:在較低的放大倍率值下,實(shí)時(shí)圖像中的一條線用于指示平臺(tái)測(cè)微計(jì)上的距離,以執(zhí)行校準(zhǔn)。

5

現(xiàn)在,根據(jù)您使用的是變焦顯微鏡還是固定光學(xué)顯微鏡,將放大倍率改為適當(dāng)?shù)妮^高值,并對(duì)每個(gè)放大倍率重復(fù)步驟 4(請(qǐng)參閱圖 4)。


為了在更高的放大倍率值下進(jìn)行精確校準(zhǔn),必須確認(rèn)距離線的起點(diǎn)和終點(diǎn)位于平臺(tái)千分尺標(biāo)記的同一側(cè)或邊緣,例如,從左側(cè)(或右側(cè))邊緣到左側(cè)(或右側(cè))邊緣(參見(jiàn)圖 4C 和上述視頻)。

圖 4:A-C:用同一臺(tái)測(cè)微計(jì)在不同放大倍率值下進(jìn)行校準(zhǔn)。

6

最后,確認(rèn)校準(zhǔn),以便軟件保存數(shù)據(jù)??商顚?xiě)校準(zhǔn)報(bào)告以備存檔(參見(jiàn)圖 5)。

圖 5:可使用徠卡顯微鏡提供的模板創(chuàng)建校準(zhǔn)報(bào)告。

重要的一點(diǎn)之后,建議直接在測(cè)量基準(zhǔn)上進(jìn)行精確測(cè)量,檢查校準(zhǔn)是否正確。




用于校準(zhǔn)的實(shí)用顯微鏡配件

這些推薦的附件有助于顯微鏡校準(zhǔn):

  • 用于清潔光學(xué)器件(如物鏡)的無(wú)絨紙巾和溶液,以確保參照物的清晰實(shí)時(shí)圖像。

  • 通過(guò)千分尺螺旋定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)在平臺(tái)上的精確水平移動(dòng)。

  • 帶精細(xì)聚焦功能的顯微鏡平臺(tái)。




專(zhuān)業(yè)校準(zhǔn)服務(wù)

通過(guò)徠卡顯微系統(tǒng)及其合作伙伴提供的定期校準(zhǔn)服務(wù),用戶(hù)可以根據(jù)已知標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)期跟蹤顯微鏡測(cè)量的準(zhǔn)確性。為了證明顯微鏡測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和隨時(shí)可用性,需要將測(cè)量結(jié)果與臺(tái)式測(cè)微計(jì)或校準(zhǔn)過(guò)的測(cè)試載玻片進(jìn)行比較。對(duì)某些用戶(hù)來(lái)說(shuō),利用這項(xiàng)服務(wù)可以節(jié)省時(shí)間,而且成本效益高。在某些行業(yè)和領(lǐng)域,所使用的儀器必須經(jīng)過(guò)認(rèn)證校準(zhǔn)服務(wù)。校準(zhǔn)頻率通常取決于行業(yè)或應(yīng)用,但通常在安裝、維修和升級(jí)后進(jìn)行,每年重復(fù)一次。


參考資料

1.E.E.Ippel、J.DeRose、D.Goeggel、A.Schué、C.Müller,《選擇立體顯微鏡時(shí)應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素》:為您的應(yīng)用選擇合適的體視顯微鏡,科學(xué)實(shí)驗(yàn)室 (2023) Leica Microsystems

2.H.Rühl, Section:光學(xué)顯微鏡 - 一些基礎(chǔ)知識(shí),科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(2012 年)徠卡顯微系統(tǒng)公司。

3.J.DeRose, Digital Inspection Microscope for Industrial Applications:如何選擇合適的顯微鏡,幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高效的工作流程,《科學(xué)實(shí)驗(yàn)室》(2023 年),徠卡顯微系統(tǒng)公司。


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徠卡顯微系統(tǒng)的歷史最早可追溯到19世紀(jì),作為德國(guó)著名的光學(xué)制造企業(yè),徠卡顯微成像系統(tǒng)擁有170余年顯微鏡生產(chǎn)歷史,逐步發(fā)展成為顯微成像系統(tǒng)行業(yè)的領(lǐng)先的廠商之一。徠卡顯微成像系統(tǒng)一貫注重產(chǎn)品研發(fā)和最新技術(shù)應(yīng)用,并保證產(chǎn)品質(zhì)量一直走在顯微鏡制造行業(yè)的前列。


徠卡顯微系統(tǒng)始終與科學(xué)界保持密切聯(lián)系,不斷推出為客戶(hù)度身定制的顯微解決方案。徠卡顯微成像系統(tǒng)主要分為三個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén):生命科學(xué)與研究顯微、工業(yè)顯微與手術(shù)顯微部門(mén)。徠卡在歐洲、亞洲與北美有9大產(chǎn)品研發(fā)中心與4大生產(chǎn)基地,在二十多個(gè)國(guó)家設(shè)有銷(xiāo)售及服務(wù)分支機(jī)構(gòu),總部位于德國(guó)維茲拉(Wetzlar)。

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徠卡顯微系統(tǒng)(Leica Microsystems)是德國(guó)著名的光學(xué)制造企業(yè)。具有175年顯微鏡制造歷史,現(xiàn)主要生產(chǎn)顯微鏡, 用戶(hù)遍布世界各地。早期的“Leitz”顯微鏡和照相機(jī)深受用戶(hù)愛(ài)戴, 到1990年徠卡全部產(chǎn)品統(tǒng)一改為“Leica”商標(biāo)。徠卡公司是集顯微鏡、圖像采集產(chǎn)品、圖像分析軟件三位一體的顯微鏡生產(chǎn)企業(yè)。

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