电缆绝缘层结构测试仪(以下简称“测试仪”)测量线缆切片尺寸，根据切片形状选择相应的测量模型，一键测量即可获得所需的尺寸参数，而仪器需要进行校准溯源才能确保产品检测中数据测量的准确性。仪器在校准中，存在像素标定数据的准确性如何验证、标准器如何选择设计、多种测量模型的准确性如何验证等若干问题。本文着重研究了这些问题，确定了相应的校准方案，保证了仪器的测量准确性。

一、像素标定的验证

测试仪的测量准确度主要取决于包括远心镜头、CCD图像传感器和光源的CCD影像系统和计算软件。仪器通过CCD影像系统，在固定的放大倍率和物距的情况下，以及特定的背向照明，生成高分辨率的切片图像，并由软件对图像进行图像滤波、灰度处理、二值化，以及边缘检测、轮廓提取，按设定的算法计算获得相应的尺寸数据。

计算图像尺寸数据，需通过图像像素标定，确定像素对应的标准尺寸。目前，厂家通过两种方式来进行像素标定:一是采用标准线纹尺进行纵向、横向的像素标定；二是采用标准圆环进行整个视场内像素标定。两种方式的标定数据是否准确，考虑到镜头产生的畸变误差、图像成像的质量。笔者经过试验、分析，认为适宜采用标准圆环进行示值误差的校准，来验证整个视场内像素标定的准确性。

二、标准器的选择设计

测试仪的校准参数主要是“示值误差”，若参照JB/T12639-2016《闪测影像仪》中“示值误差”的试验方法，选择线纹尺等一维标准器在视场范围内任意位置与已校准长度的标准器进行视窗测量，这种方法与实际测量情况不符合，且线纹刻线无法清晰地成像。参照GB/T24762-2009《产品几何技术规范(GPS)影像测量仪的验收检测和复检检测》中“成像误差”的检测方法，考虑到电缆绝缘层结构类型和检测要求，标准器可设计成圆环标准类型。

线缆绝缘层的结构参数有外形尺寸、厚度、偏心度等，设计校准专用的标准样板尤为重要。以单层环形的绝缘层结构为参考对象，设计成标准圆环和非标准圆环。圆环的外圆模拟绝缘层的外形尺寸，圆环宽度模拟绝缘层厚度，圆环外圆与内圆的不同心模拟绝缘层的偏心程度。电缆偏心度计算公式为(最大厚度-最小厚度)/最大厚度，中高压交联电缆对偏心度有要求，一般小于10%，越小越好。

目前，市场上测试仪的视场范围一般分为0～10mm、(10～60)mm、(60～150)mm，专用的标准样板设计如图1、图2所示。

图1　标准圆环

图2　非标准圆环

专用标准样板具体设计参数分别如表1、表2所示，尺寸最大允许误差为±0.002mm。

表1　标准圆环样板(图1)的规格尺寸

表2　非标准圆环样板(图2)的规格尺寸

标准样板的表面平面度和上下表面间平行度，需控制在0.001mm以内。如偏差较大，会使校准产生较大误差。

三、测量模型的验证

仪器示值误差校准时，可采用常见的圆环测量模型。不同的样品类型对应不同的测量模型，其他的测量模型需设计专用标准样板来验证仪器计算处理的准确性。本文设计了扇形、扁平双芯模型的标准样板，如图3、图4所示，尺寸最大允许误差为±0.002mm。图3中，扇形标准样板为90°直角，外边界半径为10mm，内边界半径为6mm，最小厚度参数为2mm，最大厚度为2.8284mm。图4中，两内圆直径为6mm，两圆圆心距离为12mm，外圆圆弧分别与两内圆同心，其半径为6mm，样板中最小厚度为3mm。

图3　扇形标准样板

图4　扁平双芯标准样板

针对测试仪的校准，本文设计了一套标准样板，可验证仪器像素标定及各测量模型示值测量的准确性等问题，从而确保仪器测量的数据准确性，保证线缆产品的质量。