三坐标检测标准球原理与标定直径
1 : 标准球原理
在进行测针红宝石球标定时，配合标准球使用。常见的标准球直径一般在（10-50）mm之间，其基本数值和形状误差均已按计量技术规范校准，出厂附件中所配置的标准球一般都会带有校准证书。标定测头之前须先在测量系统中对测头进行定义，如选择测座、测头、加长杆、测针、标准球实际直径等参数，同时需要定义测头编号，该编号能区别测头的位置、角度和长度。
然后用手动、操纵杆、自动方式在标准球的球表面四周以点接触的方式测量5点以上（通常推荐测量8-12点），测量的一系列点须分布均匀。测量系统在采集到一系列点的坐标（测针红宝石球的球心坐标）后，按程序对这些点的坐标进行数值拟合计算，获得拟合的虚拟球球心坐标、直径和形状误差。拟合的虚拟球球心直径与标准球的实际校准直径之差，即为标定后的测针红宝石球直径的标定值，亦可成为红宝石球的“标定直径”。同理，其他位置、角度和长度的测针均按照上述原理和方法进行标定，根据各拟合虚拟球的球心坐标，获得各测头之间的空间相对位置关系，测量系统根据标定结果计算出测头位置关系矩阵。
当采用不同位置、角度和长度的测针对同一个零部件不同部位的元素进行测量时，测量系统都会把选用的不同测针转换到同一个编号的测头测针上，就像每次都在用同一个测头测针进行测量一样。经过在同一标准球（未更换过空间位置的）上标定过的测头，都能准确地实现这种自动转换功能，这种自动转换的功能为测量带来了较大的便利。
2 : 标定直径
在实际测量过程中，不难发现存在测头测针标定后的“标定值”小于名义值的现象，但是该现象不会影响测量机的测量准确度。相反，还会对触测信号的延时和测针的微小形变产生补偿作用。在坐标测量机测量过程中，测量系统会对测头测针红宝石球半径进行修正（即上文提到把测针红宝石球球心坐标换算到触测点的空间坐标），这种修正使用的是“标定直径"而不是“名义直径”。该现象产生的原因有以下3个方面：
（1）触发式的测头在原理上相当于杠杆结构。点接触测量时，须使测头的传感器能够触发才能发出信号。由于测针（相当于力臂）有一定的长度，所以在测针的宝石球接触到标准球后，还要运行一段距离，才能触发传感器，测针越长，这段距离就越大。因此导致触发信号有一定的延迟，使拟合球的直径小于测针宝石球直径和标准球直径之和。测量时把拟合球的直径减去标准球的实际校准直径后，得到的标定后测头测针直径的标定值小于其名义值。
（2）测头测针在点接触式测量过程中，会产生极其微小的形变，这种形变会加大触发信号的延迟，这也是造成这种现象的原因之一。
（3）测头传感器的触发信号传递给计数器所需的时间是固定的。但是在触发信号传递的这段时间内，光栅读数的变化率与坐标测量机的触测速度是相关的，触测速度快时，测针的“标定直径"就小。