显微课堂 | 显微镜测量校准：为什么要这样做？

定期校准显微镜可确保为科学和工业应用提供精确、一致和可靠的测量结果

通过将显微镜的测量结果与已知的参照物或标准进行比较和调整，校准有助于确保长期为多个用户提供准确可靠的结果，增强测量的可信度。根据国际、地区或组织准则或标准，也可能需要进行校准。校准显微镜对于某些应用和行业至关重要，如检测、质量控制、故障分析、研发&D、科学研究以及汽车、航空航天、电子和医疗设备行业。显微镜校准既可以由用户直接完成，也可以利用徕卡显微系统提供的专业服务。建议在显微镜安装、维修或升级后立即进行校准，并且每年至少重复校准一次。

核心要点

1、显微镜校准为何重要：仪器测量的准确性和可靠性、校准如何验证测量结果、影响结果准确性和可靠性的因素，以及履行准则和标准等问题都在讨论之列。

2、如何校准显微镜：有不同类型的光学显微镜可供选择，如立体显微镜、复合显微镜和数码显微镜，但如今测量通常使用数码显微镜摄像头和软件，而不是目镜视网膜。

3、分步校准指南：详细描述了使用云台测微计作为测量基准，对安装了数码相机的显微镜进行校准的过程。共显示6个步骤，包括生成校准报告。

4、用于校准的实用显微镜配件：在进行显微镜校准时，配件可以提供帮助，例如清洁光学镜组和进行精确的水平平台移动。

5、专业校准服务：徕卡显微系统提供定期校准显微镜的服务。

显微镜校准可确保检测、质量控制（QC）、故障分析和研发（R&D）所需的测量准确一致。本文介绍了校准步骤。使用参照物进行校准可使结果具有可重复性，并有助于确保与准则和标准一致。为了获得准确一致的结果，建议校准显微镜并定期检查。如有需要，可向校准专家寻求支持。

显微镜校准为何重要

准确性和可靠性

校准是指通过将仪器（例如光学显微镜）的测量结果与已知的测量标准或参照物进行比较，从而调整和验证仪器测量结果准确性的过程。准确度之所以重要，是因为准确度决定了仪器的测量值与真实值的接近程度。

正确的校准可确保显微镜在规定的公差范围内提供准确可靠的结果。校准还可以通过减少或尽量减少系统误差来提高精度。由于光学显微镜可用于测量微米级距离和分辨精细细节，因此校准对于获得精确测量结果非常重要，应定期进行。

影响准确可靠结果的因素

显微镜测量中可能出现误差或不一致的因素有很多，例如显微镜使用不当、多个用户频繁使用显微镜进行不同的应用、设置不当、工作区或实验室的环境条件变化等。

为了确保所有显微镜用户的结果长期保持一致和可靠，除了定期校准之外，还应该采取以下措施：

1、尽量减少或消除显微系统在配置或设置方面的错误，这些错误可能是由于多个用户或不同应用的更改造成的。

2、保持显微镜使用环境在温度、湿度等方面的稳定。

3、纠正使用过程中不必要或意外的变化，如错位、漂移等。

4、在规定范围内按照选定的准则和标准操作显微镜。

履行准则和标准

显微镜校准还有助于确保符合特定应用的国际、地区和组织准则或标准。事实上，某些准则或标准，如 ISO、EN、ASTM、DIN 等，会要求对应用中使用的仪器进行校准认证。

如何校准显微镜

不同类型的光学显微镜

光学显微镜有变焦光学系统，如立体显微镜 [1] ，也有固定光学系统，如复合显微镜 [2] （参见图 1）。此外，还有不带目镜和集成显微镜摄像头的数码显微镜 [3]。传统显微镜有目镜，但通常也可以选择安装数码相机。徕卡显微系统公司提供一系列高品质的体视显微镜、复合显微镜和数码显微镜以及数码显微相机。

图 1：例如A) M205 C 立体显微镜（带变焦光学系统）；B) Visoria M 材料复合显微镜（带固定光学系统）；以及 C) DVM6 数码显微镜。

使用这些显微镜进行准确可靠的测量都需要校准，每种显微镜都可以使用类似的程序进行校准。如今，测量通常使用数码显微相机，因此校准是通过显示器上显示的相机实时图像完成的。

逐步校准指南

如上所述，目前使用显微镜进行测量时，通常是在显示器上显示数字图像。校准显微镜之前，请确保相机工作正常。一般来说，校准可以通过软件完成，具体步骤如下：

1、在显微镜软件中找到并打开校准设置。使用显微镜相机现有的最高像素分辨率，并检查像素是否分档。

2、如果没有校准文件，则添加一个校准文件，或者创建一个新文件。

3、在显微镜平台上放置一个适当的测量基准，如平台测微计或带有精确长度刻度的直尺，并在特定放大倍率值下使其清晰聚焦（参见图 2）。

图 2：用于校准的台式测微计在低倍镜下的锐聚焦图像。每格 0.1 毫米。

4、然后，调整实时图像中出现的距离线，使其与参照物上与所需长度相对应的标记相匹配，然后在软件校准设置中标明所测量的长度（参见图 3）。

图 3：在较低的放大倍率值下，实时图像中的一条线用于指示平台测微计上的距离，以执行校准。

5、现在，根据您使用的是变焦显微镜还是固定光学显微镜，将放大倍率改为适当的较高值，并对每个放大倍率重复步骤 4（请参阅图 4）。

为了在更高的放大倍率值下进行精确校准，必须确认距离线的起点和终点位于平台千分尺标记的同一侧或边缘，例如，从左侧（或右侧）边缘到左侧（或右侧）边缘（参见图 4C 和上述视频）。

图 4：A-C：用同一台测微计在不同放大倍率值下进行校准。

6、最后，确认校准，以便软件保存数据。可填写校准报告以备存档（参见图 5）。

图 5：可使用徕卡显微镜提供的模板创建校准报告。

重要的一点之后，建议直接在测量基准上进行精确测量，检查校准是否正确。

用于校准的实用显微镜配件

这些推荐的附件有助于显微镜校准：

1、用于清洁光学器件（如物镜）的无绒纸巾和溶液，以确保参照物的清晰实时图像。

2、通过千分尺螺旋定位系统实现基准在平台上的精确水平移动。

3、带精细聚焦功能的显微镜平台。

专业校准服务

通过徕卡显微系统及其合作伙伴提供的定期校准服务，用户可以根据已知标准长期跟踪显微镜测量的准确性。为了证明显微镜测量结果的准确性、可靠性和随时可用性，需要将测量结果与台式测微计或校准过的测试载玻片进行比较。对某些用户来说，利用这项服务可以节省时间，而且成本效益高。在某些行业和领域，所使用的仪器必须经过认证校准服务。校准频率通常取决于行业或应用，但通常在安装、维修和升级后进行，每年重复一次。

参考资料

1.E.E.Ippel、J.DeRose、D.Goeggel、A.Schué、C.Müller，《选择立体显微镜时应考虑的关键因素》：为您的应用选择合适的体视显微镜，科学实验室 (2023) Leica Microsystems。

2.H.Rühl, Section：光学显微镜 - 一些基础知识，科学实验室（2012 年）徕卡显微系统公司。

3.J.DeRose, Digital Inspection Microscope for Industrial Applications：如何选择合适的显微镜，帮助用户实现高效的工作流程，《科学实验室》（2023 年），徕卡显微系统公司。

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