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)

1、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。

2、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。

3、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。

4、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)。

5、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)?strong>準(zhǔn)確度決定了儀器的測(cè)量值與真實(shí)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：

1、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。

2、保持顯微鏡使用環(huán)境在溫度、濕度等方面的穩(wěn)定。

3、糾正使用過(guò)程中不必要或意外的變化，如錯(cuò)位、漂移等。

4、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(xiàn)，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(xiàn)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(xiàn)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)：

1、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。

2、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)。

3、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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