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三次元影像测量仪可以用来测量直接尺寸，间接尺寸和形位公差等各种相关关系，还能实现全面扫描和一定的数据处理功能，为加工提供数据和测量结果。它可以代替精密的手工测量工具，多种平面测量工具及固定或定制的昂贵组合量规，并减少复杂测量任务所需的时间，能够快速准确地评价尺寸数据。
三次元的采点发讯装置是测头，在沿X，Y，Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理和输出。测头是以手动或机动的方式轻快地移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的，在测量容积里任意一点的坐标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。
通过提高仪器结构部件的横截面、增加电机的驱动力量、加大空气轴承的距离、和温度性能优化选择结构的材料来增加质量和刚性，提高测量精度、重复性及测量速度，在提供尺寸数据过程的同时，测量仪还可提供机床的校验、入厂产品检验、加工试验及量规检验等附加性能。
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