ICS 17.040.30 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T34879—2017
产品几何技术规范（GPS）光学共焦显微镜计量特性及测量
不确定度评定导则
Geometrical product specifications (GPS)-Metrological characteristics and guide to uncertainty of measurement
for optical confocalmicroscopes
2017-11-01发布
2018-05-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 34879—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国产品几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC240)提出并归口。 本标准起草单位：哈尔滨工业大学、中机生产力促进中心、中国计量科学研究院、北京锐驰恒业仪器
科技有限公司。
本标准主要起草人：刘俭、李梦周、明翠新、陈刚、施玉书、谭久彬、王伟波、刘辰光、王宇航、李亮
一 GB/T34879—2017
产品几何技术规范（GPS）光学共焦显微镜计量特性及测量
不确定度评定导则
1范围
本标准描述了光学共焦显微镜在宏观或微观三维表面形状测量中的计量特性，并规定了测量不确定度评定的横向和轴向测量结果的示值读取方法。
本标准适用于工业测量光学共焦显微镜。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
ISO25178-600产品几何技术规范（GPS）表面结构：区域法第600部分：表面层析测量方法的计量特性（Geometricalproductspecifications（GPS)—Surfacetexture：ArealPart6o0：Metrologi cal characteristics for areal-topography measuring methods)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
共焦显微术 confocal microscopy;CM 采用约束性照明和约束性探测，借助轴向扫描获得光学层析图像，并通过提取轴向最大信号位置确
定区域样品表面形状的测量方法。
注：实现照明与探测约束的掩模图案可能为单点、多点、网格或狭缝等任一能够产生层析特性的掩模图案。
3.2
照明模式 illuminationpattern 使用特定图形结构限定样品被照明范围的照明方式
3.3
探测模式 detectionpattern 使用特定图形结构限定探测器接收样品成像信号区域范围的探测方式
3.4
光学层析能力 optical sectioning strength 共焦显微镜阻止离焦光信号被探测器接收的程度。
3.5
平面扫描 in-plane scanning 在x-y平面内获得共焦层析图像的机械或光学位移
3.6
轴向扫描 axial scan 在光轴方向（向）产生样品准焦位置变化的机械或光学位移
?
1 GB/T34879—2017
3.7
轴向扫描长度 axial scan length ZTOT 共焦显微镜所能实现的最大轴向扫描范围。
3.8
轴向包络 axial envelope 所记录的探测信号对应于共焦层析图像中单一像点轴向位置变化的函数
E
=/μm
U
说明： 1 2 U. 轴向坐标之的取值范围，单位：m；
轴向包络曲线；半高宽；
轴向实际坐标。
Z
图1 共焦显微成像轴向包络示意曲线
3.9
半高宽 full widthathalfmaximum 轴向包络幅度为信号最大信号幅度二分之一位置所对应的轴向区间跨度。 注：见图1中的2”。
3.10
轴向最大信号位置 axial maximum signal position 轴向扫描过程中轴向响应信号最大值所对应的轴向（向）坐标。 注：轴向响应信号最大值可以是实际探测最大值，或者是数学拟合计算的理论最大值。
3.11
共焦成像速率 confocalimagingrate 在无轴向扫描情况下，每秒钟获得的共焦扫描图像数。
3.12
轴向扫描速率 axial scanning rate f. 在轴向扫描过程中，每秒钟获得的共焦扫描图像数，或者表述为每秒钟完成采样的层析图像数。
3.13
定位算法 locationalgorithm 从轴向包络中提取轴向最大信号位置的数学算法。
2 GB/T34879—2017
3.14
共焦堆栈 confocal stack 轴向扫描过程中获得的系列光学层析图像
3.15
共焦层析图像 confocal topography image 轴向扫描过程中由共焦堆栈数据提取获得的区域形貌图。
3.16
共焦强度图像 confocal intensity image 轴向扫描过程中由共焦堆栈数据提取获得的区域强度图。
3.17
平面度校准平面 flatness calibration surface 用于评价共焦显微镜层析测量结果的，与共焦显微镜光轴垂直位置放置的理想光滑平面。 注：理想光滑平面的平面度误差≤入/10，并且Ra<0.5nm。
3.18
放大系数 amplification coefficient aayα 由响应曲线获得的线性回归曲线的斜率。 注：理想响应曲线的放大系数为1，表明测得量值与输入量对等
0
说明：
输人量； b 测量量； 1 理想响应曲线； 2 实际响应曲线； 3- 有放大系数α导出的响应曲线；
a
局部线性偏差。
4
图2 测量量与输入量响应关系示意图
3.19
线性偏差 linearity deviation lr,ly,l. 在测量方向上测量结果与理论真值的最大局部偏差。
3 GB/T34879—2017
3.20
空间测量范围 measuring volume 仪器标称的可进行测量的三维坐标极限范围，注：对于区域表面测量仪器而言，测量体积由-y扫描范围以及向扫描范围共同决定。
3.21
残余平面度 residual flatness Z rLT 区域参考面的平面度。
3.22
正交性 perpendicularity △PER.y α与y轴线夹角偏离90°的偏差。
3.23
仪器噪声 instrument noise N. 在理想无噪声环境下，叠加在输出信号上的仪器内部噪声。
3.24
测量噪声 measurement noise NM 在仪器正常使用中叠加于输出信号的噪声。 注：测量噪声包括仪器噪声和热噪声、振动噪声以及空气端流等环境噪声。
3.25
表面形貌重复性 surface topography repeatability 同一被测表面在相同测量条件下三维形貌测量结果的一致性
3.26
采样间隔x或y sampling interval in x (respectively y) D(D,) 相邻两个测量点之间沿着测量轴线方向或的距离。
3.27
层析步长 sectioning step A 两顿连续的共焦扫描图像之间的轴向（之向）位置间隔。
3.28
横向周期极限 lateral period limit D LIM 对正弦光栅高度测量中仪器传递函数高度响应下降到50%水平所对应的横向空间周期。
3.29
仪器传递函数 instrument transfer function ITF 仪器高度响应与被测表面形貌空间频率的函数曲线，
3.30
横向分辨率 lateral resolution R: 4