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三次元測頭是三次元測量儀數據采集的重要部件。其與工件接觸主要通過裝配在測頭上的探針來完成。測量時，測頭只起到數據采集的作用，其本身不具有數據分析和計算的功能，需要將采集的數據傳輸到測量軟件中進行分析計算。

對于不同的工件，通常使用不同直徑和長度的探針。并且對于復雜的工件可能使用多個測頭角度來完成測量。在測量過程中，往往要通過不同測頭角度、長度和直徑不同的探針組合測量元素。不同位置的測量點必須要經過轉化才能在同一坐標下計算，這就需要測頭校驗得出不同測頭角度之間的位置關系才能進行準確換算。

如果不事先定義和校準測頭，軟件系統本身是無法獲知所使用的探針類型和測量的角度。測量得到的數據結果自然是不正確的。因此，必須要對所使用的測頭進行校驗，使得軟件知道所配置的探針情況，包括探針數量、方位、探針半徑及探針球心的相互位置關系。并且了解所使用探針的精度狀況，做到及時更換以確保實現測量的精度要求。

同時，還需要注意的事，三次元測量儀在測量零件時，是用探針的寶石球與被測零件表面接觸，接觸點與系統傳輸的寶石球中心點的坐標相差一個寶石球的半徑，需要通過校驗得到的探針的實測半徑值，對測量結果補償修正。