CN117663966A - 针对测量探头的可调节更新速率 - Google Patents

Abstract

一种测量系统包括具有接触待测量工件的接触部分的测量探头。该测量探头在移动模式的至少一部分期间以第一更新速率操作，其中移动模式包括测量探头的使得接触部分远离工件移动和/或在距工件等于或大于阈值距离的距离处移动的移动。该测量探头在测量模式的至少一部分期间以第二更新速率(即，比该第一更新速率快)操作，其中该测量模式包括测量探头的使得接触部分朝向工件移动以获得测量结果的移动。在各种实施方式中，对第一更新速率和第二更新速率的组合使用有效地减少了测量探头的通电漂移。

Description

针对测量探头的可调节更新速率

背景技术

技术领域

本公开涉及用于坐标测量机的测量探头，并且更具体地涉及针对测量探头的更新速率。

相关技术描述

在美国专利号10,415,949中描述了一种用于坐标测量机(CMM)的测量探头，该美国专利据此以全文引用的方式并入本文中。这样的测量探头包括：触针，该触针具有要与待测量工件接触的接触部分；探头壳体，该探头壳体能够在轴向中心上支撑触针；检测元件，该检测元件能够检测接触部分的移动，该移动对应于与工件的接触；以及信号处理电路，该信号处理电路用于处理检测元件的输出。信号处理电路处理来自检测元件的传感器信号以输出测量信号(例如，触碰信号)。在美国专利号10,852,119中描述了具有类似组件(例如，并且能够输出数字测量信号)的另一种CMM测量探头，该美国专利据此以全文引用的方式并入本文中。

在操作期间，此类CMM测量探头可能经历“通电”漂移(也称为接通漂移、预热漂移)，其中探头的测量输出将由于电功率耗散(热量)而随时间推移单调地变化，直到探头的温度稳定，并且探头与周围环境达到热平衡。由于探头材料膨胀，通电漂移可能在预热周期期间导致位置测量的误差，由此，如果要实现高度准确的测量，则可能需要等待测量探头热稳定。

为了解决这个问题，已知允许CMM在预热周期期间向附接到CMM的测量探头提供电力，以使得测量探头能够在开始工件表面测量之前达到温度的稳定状态。这对于各种类型的测量操作(例如，当试图在特定时间段内执行测量操作时，当执行需要使用多个CMM测量探头的测量操作时等)可能是耗时且不期望的。因此，存在用于加速或避免预热周期的一些手段。例如，CMM探头或支撑CMM探头的CMM探头头部可以包括热调节器，该热调节器被配置为将CMM探头的温度快速升高到期望的稳定状态。美国专利号8,474,148公开了一种被配置为在CMM探头头部内提供热量的加热器。

可改善或以其他方式增强此类CMM测量探头的系统和配置(例如，关于改善的操作特性等)将是期望的。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化形式引入在下文的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在标识要求保护的主题的关键特征，也并非旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

提供了一种测量系统，该测量系统至少包括具有触针的测量探头、至少一个检测元件和信号处理部分。触针具有要与待测量工件接触的接触部分。至少一个检测元件能够检测接触部分的移动，该移动对应于与工件的接触。信号处理部分被配置为处理从至少一个检测元件的输出获得的生成的信号，以输出测量信号。

测量探头被配置为在移动模式的至少一部分期间以第一更新速率操作，其中移动模式包括以下中的至少一者：测量探头的使得接触部分远离工件移动的移动，或测量探头的使得接触部分在距工件等于或大于阈值距离的距离处移动的移动。测量探头被进一步配置为在测量模式的至少一部分期间以第二更新速率操作，其中测量模式包括测量探头的使得接触部分朝向工件移动以获得测量结果的移动，并且第二更新速率比第一更新速率快。

在各种实施方式中，第一更新速率和第二更新速率对应于信号处理部分处理/输出测量信号的速率。在各种实施方式中，移动模式和测量模式对应于坐标测量机的模式(例如，该坐标测量机进行操作以相对于工件移动包括接触部分的测量探头)。在各种实施方式中，测量系统还包括控制器部分，该控制器部分提供(例如，发送)指示测量探头要在更新速率之间切换的信号(命令)。

根据本文所公开的原理，在各种实施方式中，可以通过在相对较慢的第一更新速率和相对较快的第二更新速率之间主动切换测量探头的更新速率来减小测量探头的通电漂移的幅度(例如，与先前已知的配置相比)。在特定时间段内利用较慢的更新速率可以有效地减小在测量探头中消耗的总电功率(例如，同时仍然使得能够在移动模式期间检测碰撞等)，从而有效地降低电子器件的占空比并且相应地减小测量探头的通电漂移的幅度。

附图说明

图1是示出使用根据本发明第一实施方案的测量探头的测量系统的示例的示意图；

图2是示出图1的测量探头的横截面的示意图；

图3是示出图1的测量系统的某些部分的框图；

图4A和图4B是示出测量探头相对于距工件的阈值距离的移动的图；

图5是示出用于测量工件上的表面点的测量探头的移动的图；

图6是示出用于测量工件上的表面点的测量探头的移动循环的时序图；

图7是示出测量系统相对于移动模式和测量模式的某些操作的时序图；并且

图8是示出用于操作包括测量探头的测量系统的方法的示例性实施方式的流程图。

具体实施方式

图1是示出使用测量探头300的测量系统100的示例的示意图。如图1所示，测量系统100包括：测量探头300；坐标测量机200，该坐标测量机被配置为移动测量探头300；操作部分110，该操作部分具有手动操作的操纵杆111；以及系统控制器部分140，该系统控制器部分被配置为控制坐标测量机200和测量探头300的某些操作。测量系统100还包括：主计算机150，该主计算机被配置为经由系统控制器部分140操作坐标测量机200，并且处理由坐标测量机200获取的测量数据以获得例如待测量工件W的尺寸或形状；一个或多个输入单元120(例如，键盘、鼠标等)，该一个或多个输入单元被配置为输入例如测量条件；一个或多个输出单元130(例如，显示器、打印机等)，该一个或多个输出单元被配置为输出例如测量结果。如将在下面相对于图2更详细地描述的，测量探头300包括触针336，该触针具有要与待测量工件W接触的接触部分362。

如图1所示，坐标测量机200包括：表面板210；驱动机构220，该驱动机构被设置成立于表面板210上并且被配置为使测量探头300三维地移动；以及驱动传感器(未示出)，该驱动传感器被配置为检测驱动机构220的驱动量。驱动机构220包括分别用于使测量探头300三维移动的X轴移动机构222、Y轴移动机构221和Z轴移动机构223(例如，滑动机构)。

图2是示出图1的测量探头300的横截面的示意图。如图2所示，测量探头300包括：触针336，该触针具有要与待测量工件W接触的接触部分362；探头壳体306，该探头壳体被配置为能够在轴向中心O上支撑触针336；一个或多个(在本发明实施方案中为四个)检测元件325，该一个或多个检测元件被配置为能够检测接触部分362从轴向中心O偏离且沿着轴向中心O的移动；以及信号处理电路320，该信号处理电路被配置为处理四个检测元件325的输出以输出测量信号Str(例如，触碰信号)，该测量信号Str可以是数字信号。具体地，测量探头300也被称为触碰信号探头。需注意，触针336包括在触针模块304中，并且探头壳体306和检测元件325包括在探头主体302中。探头主体302由驱动机构220的心轴224支撑。触针模块304经由运动接头以高位置再现性可拆卸地联接到探头主体302。

出于以下描述的目的，图2中纸平面上的纵向方向被定义为Z方向，纸平面上的水平方向被定义为X方向，并且纸平面的竖直方向被定义为Y方向。因此，测量探头300的轴向中心O的方向(轴向方向O)与Z方向重合。

如图2所示，探头主体302包括探头壳体306、信号处理电路320、支撑构件(支撑件)322和324、检测元件325、联接轴326、凸缘构件328、永磁体330和球332。探头壳体306包括附接部分308、电路放置部分310、固定构件314、底部构件316和主体盖318。

如图2所示，附接部分308是在测量探头300的上端部分处附接到心轴224的部分。电路放置部分310设置在附接部分308的下端处。除了设置在电路放置部分310的下端处的圆盘状上端部分310A和圆盘状下凸缘312之外，电路放置部分310的垂直于轴向中心O的横截面具有大致三角形形状。信号处理电路320设置在大致三角形形状的外周边上。电路放置部分310设置在支撑构件322和324上方。

如图2所示，固定构件314固定到下凸缘312的下端周边部分312B，支撑构件322插置于其间。固定构件314具有在轴向中心O上设置有开口314A的圆柱形形状。固定构件314的下端内表面在四重对称位置处设置有四个凹陷部314C。底部构件316固定到固定构件314的下端周边部分，支撑构件324插置于其间。底部构件316具有环形形状。主体盖318具有圆柱形形状，并且以覆盖所有信号处理电路320的方式围绕电路放置部分310、下凸缘312、固定构件314和底部构件316设置。主体盖318用螺栓固定到固定构件314。

图3是示出图1的测量系统100的某些部分的框图。如图3所示，信号处理电路320是被配置为处理检测元件325的输出以输出测量信号Str(例如，用于通知接触部分362何时与待测量的工件W接触的触碰信号/接触感测信号)的电路。信号处理电路320包括信号放大部分(信号放大电路)364和信号处理部分366(例如，包括信号处理设备)。

信号放大部分364包括放大器364A至364D，这些放大器被配置为分别放大作为检测元件325的输出的相应传感器信号Ss(Ss1至Ss4)以输出经放大信号Sa(Sa1至Sa4)。需注意，附图标记Ch1至Ch4分别表示信道1至4。信号处理部分366处理经放大信号Sa以输出测量信号Str。也就是说，在本发明实施方案中，被配置为放大检测元件325的相应输出的信号放大部分364在信号处理部分366之前设置，并且所生成的信号Sg(Sg1至Sg4)是信号放大部分364的经放大信号Sa。

信号处理部分366被配置为处理从四个检测元件325的输出获得的生成的信号Sg以便输出测量信号Str。信号处理部分366被配置为根据所生成的信号Sg(Sg1至Sg4)获得/确定在三个X、Y和Z方向上的移动/偏转量，合成在三个方向上的移动/偏转量，并且输出测量信号Str，该测量信号Str可以指示接触部分362何时移动给定位移或更多(例如，对应于与工件的接触)。需注意，桥接电路可以在信号放大部分中形成，或者桥接电路可以在信号处理部分中形成。信号处理部分366以及系统控制器部分140和主计算机150的附加操作将在下面更详细地描述。

如图2所示，支撑构件322和324是可弹性变形的构件，该可弹性变形的构件设置在探头壳体306的轴向方向O上，并允许触针336的取向改变。具体地，如图3所示，支撑构件324具有旋转对称形状，该旋转对称形状包括在周向方向上(围绕轴向中心O)彼此偏移90度角的位置处的总共四个可变形臂部件324B(例如，四个可变形臂)。这四个臂部件324B在相同平面上形成。除了相应臂部件的宽度之外，支撑构件322和324具有相同的厚度和相同的结构。不限于此，臂部件的厚度，长度和形状可彼此不同，或者整个支撑构件322和324可以具有彼此不同的形状。因此，下面将描述其中设置有检测元件325的支撑构件324，并且将省略对支撑构件322的任何重复描述。需注意，支撑构件的形状不限于本发明实施方案中所示的形状，并且仅需要提供至少一个支撑构件。

如图3所示，支撑构件324具有大致圆形板形状，并且除了矩形臂部件324B之外，还包括待连接到联接轴326的中心部分324A，以及通过臂部件324B联接到中心部分324A并且连接到探头壳体306的周边部分324C。周边部分324C位于支撑构件324的最外侧位置处。臂部件324B以沿径向方向线性延伸的方式设置在周边部分324C的内侧上。中心部分324A设置在臂部件324B的内侧上。支撑构件324被配置为使得联接轴326相对于探头壳体306的位移导致中心部分324A向上、向下、向左或向右移动，并且由此导致臂部件324B相应地弹性变形(例如，对应于接触部分362与工件的接触等)。

检测元件325例如是待固定并且检测支撑构件324的应变的应变仪，检测元件325如图3所示设置在该支撑构件中。四个检测元件325设置在支撑构件324的相应可变形臂部件324B上的四重对称位置处。检测元件325例如用粘合剂固定到臂部件324B。虽然可以使用通用应变仪，但是也可以使用温度补偿应变仪。此外，从温度补偿的观点来看，例如，可以通过将用于温度补偿的虚拟应变仪集成到桥接电路(未示出)中来进行温度校正。

如图2和图3所示，联接轴326具有大致圆柱形形状，并且将两个支撑构件322、324联接在一起。联接轴326由两个支撑构件322和324保持在轴向中心O上，而不与下凸缘312、固定构件314和底部构件316接触。联接轴326一体地支撑凸缘构件328。

如图2所示，凸缘构件328具有大致圆盘形状。凸缘构件328在轴向方向O上以非接触方式面向底部构件316，并且在径向方向上以非接触方式面向主体盖318。凸缘构件328支撑触针模块304。底部构件316和凸缘构件328之间的间隙的至少一部分填充有粘性材料诸如润滑油。永磁体330在轴向中心O上固定到凸缘构件328的下表面。在凸缘构件328的下端外部区域中，三个球332以旋转对称的方式在周向方向上以120度的间隔设置，以便围绕永磁体330。

如图2所示，触针模块304包括超程机构334，并且触针336由超程机构334支撑。超程机构334是被配置为当比输出测量信号Str时的测量力大的大的力被施加到触针336时改变触针336的位置，并且当这种大的力消失时自动恢复触针336的位置的机构。具体地，超程机构334包括凸缘部分338、延伸部分344、触针保持器346和螺旋弹簧350。

如图2所示，凸缘部分338是与凸缘构件328相对应的构件。也就是说，三个V形凹槽340沿凸缘部分338的周向方向以120度的间隔设置，以便与球332接触。将被吸引到永磁体330的磁性构件342被设置在凸缘部分338中以便面对永磁体330，该磁性构件可以是永磁体。具体地，凸缘部分338和凸缘构件328构成运动接头，该运动接头是可拆卸的联接机构。

如图2所示，延伸部分344与凸缘部分338的周边一体地形成，并且在该延伸部分中容纳可在轴向方向O上扩展的螺旋弹簧350。触针保持器346在轴向方向O上设置在延伸部分344的端部处并且连接到延伸部分344(例如，通过螺栓)。触针保持器346在其更靠近螺旋弹簧350的上表面处可移动地支撑触针336的被螺旋弹簧350按压的凸缘部分356。三个球348在周向方向上以120度的间隔设置在触针保持器346的更靠近螺旋弹簧350的上表面上。三个V形凹槽358在周向方向上以120度的间隔设置在凸缘部分356的下表面上，以便对应于球348。具体地，可以说触针保持器346和凸缘部分356构成上述运动接头。因此，超程机构334可以在不超过螺旋弹簧350的挤压力的测量力的范围内实现触针336相对于凸缘部分338的高定位再现性。

如图2所示，触针336包括：凸缘部分356，该凸缘部分由如上所述的触针保持器346支撑；杆部分360，该杆部分被配置为在轴向方向O上从凸缘部分356延伸；以及接触部分362，该接触部分设置在杆部分360的末端处。杆部分360的基端附接到凸缘部分356。要与待测量工件W接触的球形接触部分362设置在杆部分360的末端处(即，触针336具有要与待测量工件W接触的接触部分362)。

如图3所示，信号处理部分366包括时钟定时器部分367A、比较值部分367B、交换机设置部分367C和模拟-数字(A-D)转换器部分367D，下面将更详细地描述它们中的每一者。简言之，在某些实施方式中，时钟定时器部分367A、比较值部分367B和交换机设置部分367C可被用作用于设置和/或实现测量探头300的更新速率(例如，作为第一更新速率或第二更新速率)的过程的一部分。A-D转换器部分367D(例如，包括A-D转换器)可用于执行A-D转换，作为用于提供数字测量信号Str的处理的一部分(例如，由此，处理可包括将输出放大信号Sa1至Sa4转换为数字信号)。

在各种实施方式中，信号处理部分366的某些部分可被合并和/或不可区分。例如，时钟定时器367A(例如，包括时钟)在各种实施方式中可包括比较值部分367B和/或交换机设置部分367C。在各种实施方式中，信号处理部分366还可包括某些附加部分。例如，如美国专利号10,852,119(如先前并入本文中)中所述，在各种实施方式中，信号处理部分366还可包括信号组合处理部分、触发阈值处理部分、偏移补偿部分等。

在各种实施方式中，信号处理部分366可以根据触碰探头设计领域的技术人员已知的原理来实现。因此，在此处仅在一种示例性实施方式中对其进行简要描述。根据某些设计原理，可能期望信号处理部分366组合多个位移传感器信号(例如，对应于Sa1至Sa4)以便提供组合信号(例如，可与触碰触发信号切换阈值进行比较)。因此，信号处理部分366输入四个经放大信号Sa1至Sa4(例如，在某些实施方式中，其可为经偏移补偿信号)，这些经放大信号可由A-D转换器部分367D转换为数字信号。信号处理部分366可以确定组合位移信号，该组合位移信号可以与切换阈值进行比较。当组合位移信号超过切换阈值时，信号处理部分366可输出测量信号Str(例如，触碰信号)，该测量信号Str指示触针360的接触部分362已经接触工件。

测量探头300的输出(例如，包括测量信号Str)被提供给系统控制器部分140(例如，使得当触碰信号出现时，当前测量值可以被记录，以便诸如相对于CMM 200或其他的XYZ坐标系，指示触针的当前坐标以及它正在接触的工件表面的测量坐标)。系统控制器部分140包括探头接口控制器部分145和CMM控制器部分140’。

在一个实施方式中，探头接口控制器部分145可以从测量探头300的信号处理部分366接收信号并向该信号处理部分发送信号(例如，包括测量信号Str)。在各种实施方式中，探头接口控制器部分145可以以不同的配置(例如，如包括在系统控制器部分140内，或者可以是系统控制器部分140外部的单独元件，或者可以与CMM控制器部分140’合并等)提供。CMM控制器部分140’可以从探头接口控制器部分145接收信号并向该探头接口控制器部分发送信号。

在各种实施方式中，CMM控制器部分140’可以提供或以其他方式指示测量探头300的坐标，该坐标对应于何时产生触碰信号。例如，此类坐标可与XYZ坐标(例如，在CMM坐标系中)一致，该XYZ坐标对应于CMM 200的X轴移动机构222、Y轴移动机构221和Z轴移动机构223对测量探头300的定位。对应于测量探头300的位置的此类坐标可用于确定工件上已经被接触部分362接触的表面点的测量坐标(即，由此，接触产生触碰信号，并且其中此类测量坐标确定可以包括诸如触针长度等的因素)。主计算机150可以从系统控制器部分140的CMM控制器部分140’接收信号并向该CMM控制器部分发送信号。在各种实施方式中，主计算机150可被配置为经由系统控制器部分140操作坐标测量机200和/或与该坐标测量机通信，并且处理由坐标测量机200获取的测量数据(例如，包括坐标)以确定例如正被测量的工件W的表面的尺寸或形状。

在各种实施方式中，信号处理部分366可包括一个或多个处理器367P和存储器367M，探头接口控制器部分145可包括一个或多个处理器146P和存储器146M，CMM控制器部分140可包括一个或多个处理器141P’和存储器141M’，并且主计算机150可包括一个或多个处理器151P和存储器151M。在各种实施方式中，对于每个相应部分，相应存储器可联接到相应一个或多个处理器，并且可存储程序指令，该程序指令在由一个或多个处理器执行时致使一个或多个处理器执行某些功能和/或操作(例如，诸如本文中所描述的那些功能和/或操作)。

本领域技术人员将理解，通常可使用任何合适的计算系统或设备(包括分布式或联网式计算环境等)来实现与本文描述的元件和方法一起描述或可使用的某些部分或其组件。此类计算系统或设备可以包括一个或多个通用或专用处理器(例如，非定制或定制设备)，其执行软件以执行本文所述的功能。软件可以存储在存储器中，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存等，或这些组件的组合。软件也可以存储在一个或多个存储设备中，例如基于光学的磁盘、闪存设备或用于存储数据的任何其他类型的非易失性存储介质。软件可以包括一个或多个程序模块，这些程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的过程、例程、程序、对象、组件、数据结构等。在分布式计算环境中，可跨多个计算系统或设备组合或分发程序模块的功能性，并且以有线或无线配置通过服务调用访问程序模块的功能性。

在各种实施方式中，测量探头300的更新速率可以对应于测量探头300输出测量信号Str的速率。如上所述，在某些实施方式中，时钟定时器部分367A、比较值部分367B和交换机设置部分367C可被用作用于设置和/或实现测量探头300的更新速率(例如，作为第一更新速率或第二更新速率)的过程的一部分。A-D转换器367D可用于提供数字测量信号Str(例如，可将输出放大信号Sa1至Sa4转换为数字信号以供进一步处理，诸如确定组合信号等)。一般来讲，较低的更新速率可对应于A-D转换器367D和/或其他组件的较不频繁利用(例如，可对应于测量探头300内的较低功耗/热生成等)。

在一个实施方式中，时钟定时器部分367A实现调度A-D转换器367D的模拟-数字转换器读取的时钟定时器，因此还以固定间隔(例如，在一个特定示例实施方式中，针对标称100kHz的相对较快/第二更新速率)发送触发包(例如，与测量信号Str相关)。在各种实施方式中，可以在测量模式的至少一部分期间利用测量探头300的这种相对较快的更新速率。

为了实现相对较慢的更新速率，比较值部分367B(例如，其可为时钟定时器部分367A的部分)被配置为存储用于时钟定时器部分367A的比较值(例如，其还可被称为更新速率值)，由此，所存储的比较值确定相对较慢的更新速率。作为一些特定数值示例，针对相对较慢更新速率的所存储比较值在某些实施方式中可比将对应于如上所述的相对较快更新速率(例如，100kHz)的比较值大(例如，标称10倍至50倍大)，因此导致标称10kHz至2kHz的相对较慢更新速率。在一个示例实施方式中，比较值部分367B中的可编程比较值可被设置为产生在一定范围内(例如，诸如小于100kHz但大于2kHz)的相对较慢更新速率。应当理解，当时钟定时器部分367A的时钟定时器正在运行时，当与比较值相对应的时间量已过去时，相应地进行模拟-数字转换器读取(例如，利用A-D转换器367D)，由此，此类操作对应于更新速率。因此，较高比较值将对应于相对较慢更新速率(例如，以及诸如A-D转换器367D之类的组件的较不频繁利用)，而较低比较值将对应于相对较高更新速率(例如，以及诸如A-D转换器367D之类的组件的更频繁利用)。

进一步关于这种对应关系，应当理解，在先前存在的系统可以根据本文公开的原理进行修改的情况下，这可能需要例如增加时钟定时器的容量(例如，扩展位数)。更具体地，在仅利用相对较快更新速率的先前存在的系统中，可能仅需要对应的时钟定时器计数到对应于相对较低(例如，较小)值的时间。相比之下，根据本文所公开的原理，如果相对较高(例如，较大)比较值将被用于包括除了较快更新速率之外还利用相对较慢更新速率的实施方式，则此类现有系统的最初设计的时钟定时器可能不具有足够的容量(例如，位)来计数到较高时间值。因此，根据本文所公开的原理，可能需要对这种先前存在的系统的时钟定时器进行修改(例如，诸如扩展时钟定时器的位数，使得除了较快更新速率之外，它还能够计数到新的更高比较值以实现较慢更新速率)。

在各种实施方式中，存储在比较值部分367B中的比较值是可编程的(例如，可由系统控制器部分140编程)。例如，系统控制器部分140的CMM控制器部分140’可以实现控制(例如，向探头接口控制器部分145发送诸如命令之类的信号，该探头接口控制器部分可以向测量探头300发送诸如命令之类的信号)以编程(例如，修改)比较值(例如，用于以对应的编程速率进行采样)。

在各种实施方式中，如上所述的经编程比较值可用于实现相对较慢更新速率(例如，对应于诸如10kHz的值，或诸如高于2kHz但小于100kHz的范围内的其他值)，而如上所述的固定间隔(例如，对应于诸如100kHz的值)可用于实现相对较快更新速率。在各种实施方式中，单独设置(例如，值)可用于在相对较快更新速率和较慢更新速率(例如，诸如存储在交换机设置部分367B中或以其他方式在该交换机设置部分中实现)之间切换。例如，探头接口控制器145(例如，由其他部分控制或以其他方式控制)可以向测量探头300提供信号(例如，发送命令，诸如写入命令)以使交换机设置部分367B中的设置(例如，值)对应于针对相对较快更新速率或相对较慢更新速率中的任一者的设置。

在一个特定示例实施方式中，较快更新速率或较慢更新速率的设置可对应于单个位(例如，较快更新速率的值为0并且较慢更新速率的值为1，或反之亦然)。在此类实施方式中，交换机设置部分367B在一些情况下还可存储其他设置的值，由此，过程可用于仅改变对应于更新速率的位(例如，在其中更新速率将仅在给定时间改变的情况下)。在各种实施方式中，交换机设置部分367B可被实现为虚拟交换机。下文还将关于图7的时序图更详细地描述与交换机设置部分367B相关的某些操作。

根据本文所公开的原理，在各种实施方式中，与先前配置相比，可以通过在相对较快/较高更新速率和相对较慢/较低更新速率之间主动切换测量探头的更新速率来减小测量探头300的通电漂移的幅度。如上所述，测量探头300的此类更新速率可对应于A-D转换器367D和其他处理电子器件的更新速率，诸如根据时钟定时器部分367A，该时钟定时器部分根据更新速率等调度A-D转换器367D的模拟-数字转换器读取(例如，其可以是功耗/热生成的特定源)。在特定时间段(例如，在某些实施方式中其可以等于测量探头的总操作时间的50％以上)内利用较慢/较低更新速率可以有效地减少在测量探头中耗散的电功率，从而有效地降低电子器件的占空比并且相应地减少测量探头300的通电漂移的幅度。

如下文将更详细地描述，在各种实施方式中，当不需要精确测量时，可以利用较慢更新速率(例如，当系统处于移动模式时，在此期间仍然期望以较慢更新速率操作，诸如用于检测测量探头与工件或其他物体的意外碰撞等)。当需要高精度测量时，诸如在系统的测量模式期间，可以利用较快更新速率(例如，用于更精确地确定对应于何时出现触碰信号的测量坐标)。在各种实施方式中，系统控制器部分140的CMM控制器部分140’可以与探头接口控制器部分145通信以指示(例如，可以提供信号，该信号指示)更新速率当前应当是什么，并且探头接口控制器部分145然后可以与测量探头300通信(例如，可以提供诸如命令之类的信号)以实现(例如，改变到)所指示的更新速率。

图4A和图4B是示出测量探头300相对于距工件的阈值距离TD的移动的图。在图4A的示例中，测量探头300被移动使得接触部分362朝向工件W’移动(例如，接近用于获取用于测量工件W’的测量数据的测量位置)。在图4A的情况下，接触部分362仍然处于距工件W’相对长的距离处，如由第一探头到工件距离PWD1(即，其对应于接触部分362与工件W’的最近表面点之间的距离)所指示的，该第一探头到工件距离被示出为大于阈值距离TD。在各种实施方式中，阈值距离TD可另选地被称为安全距离。关于第一探头到工件距离PWD1大于阈值距离TD，测量探头(即，以及相应地接触部分362)被示出为以第一移动速度MVS1(例如，其可以是相对高移动速度)移动。

如图4B中所示，当接触部分362接近工件W’时，诸如由小于阈值距离TD的第二探头到工件距离PWD2所示，测量探头300的移动可以减慢到第二移动速度MVS2(即，其比第一移动速度MVS1慢)。一般来讲，从第一移动速度MVS1到第二移动速度MVS2的转变可以响应于接触部分362已经经过(即，探头到工件的距离已经变得小于)阈值距离TD的指示而进行。在一个特定示例实施方式中，阈值距离TD可为约5毫米。在各种实施方式中，阈值距离TD可由用户选择(例如，其中用户可将阈值距离TD设置为期望值)。

进一步关于对第一移动速度MVS1和第二移动速度MVS2的利用，应当理解，在一些实施方式中，可以认为以相对较快移动速度MVS1移动测量探头300是相对安全/可接受的，同时测量探头的接触末端362与工件W’相距足够距离(例如，大于阈值距离)，并且因此不太可能处于与工件W’碰撞的危险中(例如，可能损坏测量探头、CMM和/或工件W’等)。此外，在此类运动期间通常不太需要获取高度准确的测量数据(例如，由此，根据本文所公开的原理，在此类运动的至少一部分期间可以利用相对较慢更新速率)。相比之下，当测量探头300的接触部分362朝向工件W’移动(例如，用于进行对工件的测量)并且距工件W’小于阈值距离TD时，可能期望将测量探头300的移动减小到第二移动速度MVS2，作为更精确控制的过程的一部分并且降低可能碰撞的危险。较慢移动速度还使得能够在这样的运动期间在较短距离上获得更高度准确的测量数据(例如，由此，根据本文所公开的原理，在此类运动的至少一部分期间可利用相对较快更新速率)。

图5是示出用于测量工件W”上的表面点SP的测量探头300的移动的图。如图5所示，参考页面左侧，测量探头300以第一移动速度MVS1移动到第一测量位置PS1，作为移动到下一个测量位置运动MNMP的一部分。在到达第一测量位置PS1之后，移动测量探头300，使得接触部分362以第二移动速度MVS2朝向工件W”的第一表面点SP1移动，作为接近工件并测量运动AWM的一部分。接近工件并测量运动AWM可在接触部分362移动超过接近距离APD(例如，可对应于或以其他方式相关于阈值距离TD，诸如图4A和图4B中所指示)时执行。接近工件并测量运动AWM可以包括接触部分362接触工件W”的表面点SP1(例如，可对应于触碰信号)。接近工件并测量运动AWM因此可以是用于获取对应于第一表面点SP1的测量数据的过程的一部分(例如，诸如用于测量第一表面点SP1，并且可以指示第一表面点SP1的测量坐标，诸如可以根据或参考CMM或其他的XYZ坐标系统)。

在接近工件并测量运动AWM之后，可以执行触碰返回运动(即，如图5中未示出的，但是将在下面相对于图6更详细地描述的)，其中测量探头300被移动以使得接触部分362远离工件W”后退(例如，当移动回到接近距离APD时，诸如在用于测量表面点SP1的过程完成之后)。在一个示例中，除了在一些实施方式中可以以第一移动速度MVS1执行之外(即，与可以以第二移动速度MVS2执行的接近工件并测量运动AWM相反)，触碰返回运动基本上可以与最近的接近工件并测量运动AWM相反(例如，在相反方向上)。

在本发明示例中，在具有接触部分362的测量探头300已经返回到第一测量位置PS1(或者接触部分362已经以其他方式返回到接近距离APD)之后，测量探头300可以开始朝向第二测量位置PS2的移动。测量探头300到第二测量位置PS2的移动可以根据第一移动速度MVS1，作为移动到下一个测量位置运动MNMP的一部分。一般来讲，测量位置之间的距离(例如，第一测量位置PS1和第二测量位置PS2之间的距离)可以被称为测量位置间距MPS。如所指出的，测量位置间距MPS对应于连续测量位置之间的距离。

在到达第二测量位置PS2之后，具有接触部分362的测量探头300可以根据以第二移动速度MVS2进行的接近工件并测量运动AWM再次移动。作为接近工件并测量运动AWM的一部分，测量探头可以被移动，使得接触部分362可以接近并接触工件W”的表面点SP2(例如，作为用于获取对应于第二表面点SP2的测量数据的过程的一部分，诸如用于测量第二表面点SP2，并且可以指示第二表面点SP2的坐标)。在已完成第二表面点SP2的测量之后，可进行触碰返回运动(例如，如图6中所示)，该触碰返回运动可在接近工件并测量运动AWM的相反方向上(例如，用于移动测量探头300以使得接触部分362远离工件W”后退返回到接近距离APD)，诸如用于使测量探头300返回到第二测量位置PS2。

然后可以重复该过程，其中测量探头300根据移动到下一个测量位置运动MNMP以第一移动速度MVS1移动，以便从第二测量位置PS2移动到第三测量位置PS3。然后，具有接触部分362的测量探头300可以以第二移动速度MVS2随着接近工件并测量运动AWM再次移动，使得接触部分362朝向工件W”的表面点SP3移动，以用于接近和接触表面点SP3(例如，作为用于获取对应于第三表面点SP3的测量数据的过程的一部分，诸如用于测量第三表面点SP3，并且可以指示第三表面点SP3的坐标)。在该示例中，测量探头300然后可以根据触碰返回运动(例如，如图6所示)移动，该触碰返回运动可以在与最近的接近工件并测量运动AWM相反的方向上，并且可以以第一移动速度MVS1执行(例如，用于移动测量探头300以使得接触部分362远离工件W’后退，以便使测量探头300返回到第三测量位置PS3)。

应当理解，对于所示的移动到下一个测量位置运动MNMP中的每一者，在接近距离APD等于或大于阈值距离TD的各种实施方式中(例如，如图4A和图4B所示)，则在此类实施方式中，运动MNMP中的每一者可以被表征为对应于测量探头300的使得接触部分362在距工件W”等于或大于阈值距离TD的距离处移动的移动。另外，在各种实施方式中，所示的接近工件并测量运动AWM中的每一者可以被表征为测量探头300的使得接触部分362朝向工件W”移动(例如，以用于获得测量结果)的移动。此外，在各种实施方式中，所描述的触碰返回运动TBM中的每一者(例如，指示为在与对应的接近工件并测量运动AWM相反的方向上)可以被表征为测量探头300的使得接触部分362远离工件W”移动的移动。如下文将更详细描述的，根据本文公开的原理，在移动到下一个测量位置运动MNMP和触碰返回运动TBM的至少一部分期间，测量探头300可以以相对较慢更新速率操作，并且在接近工件并测量运动AWM的至少一部分期间，测量探头300可以以相对较快更新速率操作。

图6是示出测量探头300的移动的循环CYC的时序图(例如，可以对应于图5的某些示例)。在各种实施方式中，循环CYC可以是测量循环(例如，其中每个测量循环CYC表示用于获取对应于相应表面点的测量数据的过程的一部分，诸如用于测量相应表面点，并且可以指示相应表面点的测量坐标)。如图6所示，作为第一测量循环CYC1的一部分，在时间t1’和t2’之间，具有接触部分362的测量探头300可以根据移动到下一个测量位置运动MNMP以第一移动速度MVS1移动。在时间t2’和t3’之间，具有接触部分362的测量探头可以根据接近工件并测量运动AWM以第二移动速度MVS2移动。如图5所示，可以进行这样的移动以使接触部分362接近并接触工件上的表面点SP。在时间t3’和t4’之间，测量探头可以根据以第一移动速度MVS1进行的触碰返回运动TBM而移动。如相对于图5所描述的，在某些实施方式中，这样的触碰返回运动可以在与接近工件并测量运动AWM相反的方向上(例如，用于使测量探头300的接触部分362远离工件后退)。在各种实施方式中，一系列运动MNMP、AWM和TBM可以对应于第一测量循环CYC1。

如图6中进一步所示，第二测量循环CYC2包括类似的一系列运动。更具体地，在时间t4’和t5’之间，具有接触部分362的测量探头300根据移动到下一个测量位置运动MNMP以第一移动速度MVS1移动。在时间t5’和t6’之间，具有接触部分362的测量探头300根据接近工件并测量运动AWM以第二移动速度MVS2移动。在时间t6’和t7’之间，具有接触部分362的测量探头300根据触碰返回运动TBM以第一移动速度MVS1移动。如相对于图5所描述的，在各种实施方式中，第一测量循环CYC1和第二测量循环CYC2可用于测量工件上的不同(例如，连续)表面点(例如，用于测量表面点SP1及SP2，或表面点SP2及SP3，或将沿着测量探头300的移动路径测量的任何其他两个连续表面点)。

在各种实施方式中，运动中的每个运动可作为某些模式的部分来执行(例如，可以对应于CMM、系统和/或其他系统部分等的模式)。例如，如以下将相对于图7更详细地描述的，移动模式MVM的第一实例的部分或全部可包括在时间t1’和t2’之间的移动到下一个测量位置运动MNMP。测量模式MSM的第一实例的部分或全部可以包括在时间t2’和t3’之间的接近工件并测量运动AWM。移动模式MVM的第二实例的部分或全部可以包括在时间t3’和t4’之间的触碰返回运动TBM和/或在时间t4’和t5’之间的移动到下一个测量位置运动MNMP。测量模式MSM的第二实例的部分或全部可以包括在时间t5’和t6’之间的接近工件并测量运动AWM。移动模式MVM的第三实例的部分或全部可以包括在时间t6’和t7’之间的触碰返回运动TBM。

图7是示出测量系统相对于移动模式MVM和测量模式MSM的实例的某些操作的时序图。应当理解，如图7中(例如，以及在本文的其他图中)所示的某些时间线部分在一些情况下可能未按比例绘制，并且可能已被放大或最小化以便简化和/或更好地示出如本文所公开的某些概念和原理。

在图7的示例中，第一信号部分S1表示(例如，从CMM控制器部分140’提供/发送给探头接口控制器部分145的)模式信号。在各种实施方式中，模式信号可以是可以由CMM控制器部分相对于某些功能提供的信号，或者可以与该信号相关。例如，在诸如以第一移动速度MVS1移动到下一个测量位置运动MNMP之类的运动期间，在一些系统中，可能期望降低测量探头的灵敏度以防止由移动导致的振动(例如，其可能导致接触部分的运动/偏转)超过触碰触发信号切换阈值(例如，可以以其他方式指示为触碰信号)。在某些实施方式中，模式信号(或相关信号)可以由CMM控制器部分提供(例如，其中模式信号被切换到低状态或以其他方式以低状态提供)以将测量探头切换到低灵敏度模式。在这样的低灵敏度模式中，触碰触发信号切换阈值可以被改变或存在另外的情况，由此，接触部分362需要保持移动/偏转指定的时间量以便对应于触碰触发信号，并且其中由快速振荡而不是在一段时间内具有稳定偏转的振动导致的移动/偏转将不满足这样的标准。

在图7中，第二信号部分S2表示(例如，从探头接口控制器部分145发送到测量探头300中的信号处理部分366的)某些信号。第三信号部分S3表示(例如，从测量探头300的信号处理部分366发送到系统控制器部分140的探头接口控制器部分145的)某些信号。如图7所示，移动模式MVM的第一实例发生在时间t0和t2之间，而测量模式MSM的第一实例发生在时间t2和t14之间，并且移动模式MVM的第二实例发生在时间t14和t20之间。

在时间t0处，如信号部分S1所指示，模式信号处于低状态。在时间t1处，如信号部分S3所指示，测量信号部分M1从测量探头300(例如，从信号处理部分366)发送到探头接口控制器部分145。在时间t2处，如信号部分S1所指示，模式信号从低状态转变到高状态，如从CMM控制器部分140’提供/发送给探头接口控制器部分145一样。在各种实施方式中，对于模式信号，可将低状态称为第一状态并且可将高状态称为第二状态，或反之亦然。响应于模式信号的转变，探头接口控制器部分145被设置/准备以转变测量探头的更新速率，但是等待启动转变，直到测量探头300完成当前测量信号间隔以用于提供下一个测量信号部分。在时间t3处，如信号部分S3所指示，测量探头发送第一测量周期MP1的下一个/最后测量信号部分M2(例如，在此之后，探头接口控制器部分145启动用于转变测量探头300的更新速率的过程，如下面将更详细描述的)。

测量信号部分M1和M2包括在第一测量周期MP1期间的测量信号(例如，典型地指示诸如在移动模式的至少一部分期间，测量探头300的接触部分362当前不接触工件W，但是将指示是否已经发生与工件或其他障碍物的任何意外碰撞，在这种情况下，可以采取立即停止或其他适当动作)。在时间t1和t3处出现的测量信号部分M1和M2之间的时间间隔(例如，指示为测量信号部分M1和M2的中心之间的时间间隔TS1并且指示测量信号部分的频率)是根据如在第一测量周期MP1期间所利用的第一更新速率UR1。

在图7的示例中，在测量探头300在对应于第一测量周期MP1的结束的时间t3处发送最后/下一个测量信号部分M2之后，在时间t4处，如信号部分S2所指示，探头接口控制器部分145向测量探头300提供信号(例如，发送读取命令RC)(例如，作为用于转变测量探头300的更新速率的过程中的第一步骤)。在时间t5处，如信号部分S3所指示，响应于在时间t4处发送的信号(例如，读取命令RC)，测量探头300将信号(例如，值响应VL)提供(发送)回到探头接口控制器部分145(例如，由此，值响应VL指示诸如在虚拟交换机中设置的值，该值指示测量探头300当前正以第一更新速率操作，以及虚拟交换机的任何附加值)。在时间t6处，如信号部分S2所指示，响应于在时间t5处发送的信号(例如，值响应VL)，探头接口控制器部分145向测量探头300提供信号(例如，发送写入命令WC)，该信号指示(例如，命令)测量探头300的更新速率将被改变/转变为第二更新速率UR2(例如，诸如可以包括改变如存储在虚拟交换机中的对应值，同时保持虚拟交换机的其他值不变)。

在时间t7处，如信号部分S3所指示，在测量探头300已经接收到在时间t6处发送的信号(例如，写入命令WC)之后，第二测量周期MP2开始，在此期间测量探头以第二更新速率UR2操作。如信号部分S3所指示，测量探头300在相应时间t7、t8、t9、t10、t11、t12、t13和t15处发送(例如，输出)(例如，发送到探头接口控制器部分145的)测量信号部分M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9和M10。根据第二测量周期MP2的第二更新速率UR2比第一测量周期MP1的第一更新速率UR1快，注意到测量信号部分M3至M10的定时之间的时间间隔(例如，具有在时间t7和t8处的测量信号部分M3和M4的中心之间指示的并且指示测量信号部分的频率的代表性时间间隔TS2)比测量信号部分M1和M2的定时之间的时间间隔(例如，被指示为时间间隔TS1)短。

在时间t14处，如信号部分S1所指示，模式信号从高状态转变到低状态，如从CMM控制器部分140’提供/发送给探头接口控制器部分145一样。响应于模式信号的转变，探头接口控制器部分145被设置/准备以转变测量探头的更新速率，但是等待启动转变，直到测量探头300完成当前测量信号间隔以用于提供下一个测量信号部分。在时间t15处，如信号部分S3所指示，作为测量周期MP2结束的一部分，测量探头300向探头接口控制器部分145发送下一个/最后一个测量信号部分M10。

在时间t16处，如信号部分S2所指示，响应于在时间t15处接收到测量信号部分M10，探头接口控制器部分145通过向测量探头300提供信号(例如，发送读取命令RC)来启动用于转变测量探头的更新速率的过程。在时间t17处，如信号部分S3所指示，响应于在时间t16处的信号(例如，读取命令RC)，测量探头300将信号(例如，值响应VL)提供(发送)回到探头接口控制器部分145(例如，由此，值响应VL指示诸如在虚拟交换机中设置的值，该值指示测量探头300当前正以第二更新速率操作，以及虚拟交换机的任何附加值)。在时间t18处，如信号部分S2所指示，响应于在时间t17处的信号(例如，值响应VL)，探头接口控制器部分145向测量探头300提供信号(例如，发送写入命令WC)，该信号指示(例如，命令)测量探头300的更新速率将被改变/转变为第一更新速率UR1(例如，诸如可以包括改变如存储在虚拟交换机中的对应值，同时保持虚拟交换机的其他值不变)。

在时间t19处，如信号部分S3所指示，测量探头300通过输出测量信号部分M11开始第三测量周期MP3。测量探头300通过在时间t20处输出测量信号部分M12来继续第三测量周期M3。在时间t19和t20处的测量信号部分M11和M12之间的时间间隔(例如，被指示为时间间隔TS1)是根据如在第三测量周期MP3期间所利用的第一更新速率UR1。

在各种实施方式中，关于在对应于时刻t19和t20的相应定时处的测量信号部分M11和M12之间的时间间隔TS1(例如，并且关于在对应于时间t1和t3的相应定时处的测量信号部分M1和M2之间的较早参考的时间间隔TS1)，可以利用某些附加技术。更具体地，在测量信号部分之间的时间间隔TS1期间(例如，在时间t1与t3之间，或时间t19与t20之间)，当以第一更新速率UR1(例如，如针对第一测量周期MP1和第三测量周期MP3所示)操作时，(例如，时钟定时器部分367A和/或系统的其他部分的)某些部分可具有减少的操作(例如，诸如与以第二更新速率UR2操作时相比，可至少部分地禁用或较不频繁地操作)，以便进一步节省能量/降低测量探头300中的功率耗散。应当理解，通过利用具有相对较大的时间间隔TS1的第一更新速率UR1(例如，与先前系统相比，该先前系统仅利用相对较快的更新速率，诸如对应于时间间隔TS2，在如此短的时间间隔期间减少某些组件的操作的机会相对较少或没有机会)来实现此类技术。

在各种实施方式中，具有第二更新速率UR2的测量周期MP2和对应的测量信号部分M3至M10可以对应于用于测量表面点(例如，如图5中所示的工件W”上的表面点SP1、SP2或SP3)的过程的至少一部分，并且可以结合接近工件并测量运动AWM的至少一部分(例如，其可以对应于测量模式MSM的实例的至少一部分)来利用。相比之下，具有第一更新速率UR1的测量周期MP1和MP3以及对应的测量信号部分M1至M2和M11至M12可以对应于用于在不打算获取工件表面的测量结果时移动测量探头的过程(例如，可对应于较不频繁的测量数据)，并且可以结合移动到下一个测量位置运动MNMP和/或触碰返回运动TBM的至少一部分(例如，其可对应于移动模式MVM的至少一部分)来利用。应当理解，第一更新速率UR1(即，其比第二更新速率UR2慢)仍然足以监测接触部分362或测量探头的其他部分与工件W”或环境中的其他物体的意外碰撞。在各种实施方式中，如果检测到这样的碰撞，则可以采取适当的动作(例如，可以发送诸如命令之类的信号以立即停止CMM的移动和/或以其他方式限制与这样的碰撞有关的任何损坏等等)。

图8是示出用于操作包括测量探头的测量系统的方法800的示例性实施方式的流程图。在框810处，在移动模式(例如，移动模式MVM)的至少一部分期间以第一更新速率(例如，更新速率UR1)操作测量探头。移动模式包括以下中的至少一者：测量探头的使得测量探头的接触部分远离工件移动的移动(例如，诸如可以作为以第一移动速度MVS1的触碰返回运动TBM的一部分而发生等)，或者测量探头使得接触部分在距工件等于或大于阈值距离的距离处移动的移动(例如，诸如可以作为以第一移动速度MVS1的移动到下一个测量位置运动MNMP的一部分而发生等)。

在框820处，确定将发生从第一更新速率到第二更新速率的转变(例如，根据模式信号的转变，由此，控制器部分可以提供信号，诸如发送命令，该信号指示测量探头将从以第一更新速率操作转变为以第二更新速率操作)。在框830处，在测量模式(例如，测量模式MSM)的至少一部分期间以第二更新速率(例如，更新速率UR2)操作测量探头。测量模式包括测量探头的使得测量探头的接触部分朝向工件移动以获得测量结果的移动(例如，诸如可以作为以第二移动速度MVS2的接近工件并测量运动AWM的一部分而发生)。作为此类操作的一部分，第二更新速率(例如，更新速率UR2)比第一更新速率(例如，更新速率UR1)快。

下面描述本公开的各种示例性实施方案，其中各种特征和元件用图1至图8中存在的参考标号标注。应当理解，添加参考标号以指示示例性实施方案，并且特征和元件不限于图1至图8所示的特定实施方案。

如本文所述，提供了包括测量探头300的测量系统100，该测量探头包括触针336、至少一个检测元件325和信号处理部分366。触针336具有要与待测量工件W接触的接触部分362。至少一个检测元件325能够检测接触部分362的移动，该移动对应于与工件W的接触。信号处理部分366被配置为处理从至少一个检测元件325的输出Ss获得的生成的信号Sg以输出测量信号Str。

测量探头300被配置为在移动模式MVM(例如，对应于移动测量探头300的CMM 200的移动模式)的至少一部分期间以第一更新速率UR1操作。移动模式MVM包括以下中的至少一者：测量探头300的使得接触部分362远离工件W移动的移动，或测量探头300的使得接触部分362在距工件W等于或大于阈值距离TD的距离处移动的移动。

测量探头300被进一步配置为在测量模式MSM(例如，对应于移动测量探头300的CMM 200的移动模式)的至少一部分期间以第二更新速率UR2(即，比第一更新速率快)操作。测量模式MSM包括测量探头300的使得接触部分362朝向工件W移动(例如，当在距工件在阈值距离TD内的距离处时)以获得测量结果的移动。在各种实施方案中，第二更新速率UR2是第一更新速率UR1的至少两倍，且在一些情况下可以为至少十倍或五十倍。作为一些特定数值实例，在第二更新速率对应于约100kHz的实施方式中，第一更新速率可对应于约50kHz、或10kHz、或2kHz(例如，诸如在2kHz至50kHz的范围内)。

在各种实施方式中，第一更新速率UR1和第二更新速率UR2对应于信号处理部分366输出测量信号Str的速率。信号处理部分366可包括(例如，模拟-数字转换器部分367D的)模拟-数字转换器。对从至少一个检测元件325的输出Ss获得的生成的信号Sg的处理可以包括模拟-数字转换，并且模拟-数字转换器在以第一更新速率UR1操作时可比在以第二更新速率UR2操作时较不频繁地操作。

在各种实施方式中，测量探头300接收并存储第一更新速率值(例如，第一更新速率比较值)，该第一更新速率值确定第一更新速率UR1(例如，从系统控制器部分140发送并存储在比较值部分367B中)。在各种实施方式中，控制器部分(例如，系统控制器部分140的探头接口控制器部分145)被配置为提供信号(例如，发送诸如写入命令WC之类的命令以切换交换机设置部分367C中的单个位)，该信号指示测量探头300将从以第一更新速率UR1操作转变为以第二更新速率UR2操作。在各种实施方式中，对从第一更新速率UR1到第二更新速率UR2的转变的确定可至少部分地基于模式信号(例如，如由信号部分S1所指示)从第一信号电平到第二信号电平的转变，由此，模式信号的转变可与移动模式MVM与测量模式MSM之间的转变相关。在一些实施方式中，在模式信号转变时与在移动模式MVM和测量模式MSM之间和/或在测量模式MSM和移动模式MVM之间发生对应转变时之间可能存在延迟。

在各种实施方式中，移动模式MVM和测量模式MSM对应于坐标测量机CMM的模式，该坐标测量机进行操作以相对于工件W移动包括接触部分362的测量探头300。在各种实施方式中，测量探头300在移动模式MVM的至少一部分期间的移动处于第一移动速度MVS1，并且测量探头300在测量模式MSM的至少一部分期间的移动处于第二移动速度MVS2，由此，第一移动速度MVS1比第二移动速度MVS2快。

在各种实施方式中，测量探头300被配置为在移动模式MVM的第一实例的至少一部分期间以第一更新速率UR1操作。移动模式MVM的第一实例可以包括测量探头300的移动，使得接触部分362相对于工件W”上的第一表面点SP1朝向第一测量位置PS1移动。测量探头300可以进一步被配置为在测量模式MSM的第一实例的至少一部分期间以第二更新速率UR2操作。测量模式MSM的第一实例可包括测量探头300的使得接触部分362朝向工件W”上的第一表面点SP1移动以获得第一表面点的测量结果的移动。

在各种实施方式中，测量探头300可进一步被配置为在移动模式MVM的第二实例的至少一部分期间以第一更新速率UR1操作。移动模式的第二实例可包括测量测量探头300的使得接触部分362在测量已经完成之后远离第一表面点SP1移动的移动，以及测量探头300的相对于工件W”上的第二表面点SP2朝向第二测量位置PS2的移动。测量探头300可以进一步被配置为在测量模式MSM的第二实例的至少一部分期间以第二更新速率UR2操作。测量模式MSM的第二实例可包括测量探头300的使得接触部分362朝向工件W”上的第二表面点SP2移动以获得第二表面点的测量结果的移动。

在各种实施方式中，控制器部分可被配置为提供信号(例如，CMM控制器部分140’可在信号部分S1上提供处于低状态的模式信号，和/或响应于这样的信号，探头接口控制器部分145可在信号部分S2上提供诸如写入命令WC之类的信号)，该信号指示测量探头300在移动模式MVM的至少一部分期间将以第一更新速率UR1操作。控制器部分可进一步被配置为提供信号(例如，CMM控制器部分140’可在信号部分S1上提供处于高状态的模式信号，和/或响应于这样的信号，探头接口控制器部分145可在信号部分S2上提供诸如写入命令WC之类的信号)，该信号指示测量探头300在测量模式MSM的至少一部分期间将以第二更新速率UR2操作。

在各种实施方式中，提供了一种用于操作测量系统100(即，包括具有要与待测量工件W接触的接触部分362的测量探头300)的方法。该方法包括在移动模式MVM的至少一部分期间以第一更新速率UR1操作测量探头300。作为测量系统的操作的一部分，可确定(例如，至少部分地基于模式信号的转变)将发生从第一更新速率UR1到第二更新速率UR2的转变。该方法还包括在测量模式MSM的至少一部分期间以第二更新速率UR2(即，比第一更新速率UR1快)操作测量探头300。

在各种实施方式中，测量系统100的一个或多个组件可以被指定为以第一更新速率UR1和第二更新速率UR2操作测量探头300。例如，信号处理部分366可以被指定为以第一更新速率和第二更新速率操作测量探头300。另选地或附加地，系统控制器部分140的至少一部分(例如，包括CMM控制器部分140’和/或探头接口控制器部分145)可以被指定为以第一更新速率和第二更新速率操作测量探头300。

在各种实施方式中，对将发生从第一更新速率UR1到第二更新速率UR2的转变的确定可以被指定为由测量系统的一个或多个组件进行。在某些实施方式中，该确定可以被指定为由系统控制器部分140的至少一部分进行。例如，CMM控制器部分140’可以被指定为进行确定，作为用于向模式信号提供从低状态到高状态的转变的过程的一部分。另选地或附加地，探头接口控制器部分145可以被指定为响应于从CMM控制器部分140’接收到具有转变的模式信号而进行确定，由此，探头接口控制器部分145相应地启动用于转变更新速率的过程。另选地或附加地，测量探头300的信号处理部分366可被指定为响应于从探头接口控制器部分145接收到信号(例如，写入命令WC)而进行确定，由此，信号处理部分366对应地改变到第二更新速率UR2(例如，诸如通过改变如存储在诸如交换机设置部分367C的虚拟交换机中的对应值)。

尽管已经图示和描述了本公开的优选实施方式，但是基于本公开，所示和所描述的特征布置和操作序列的许多变化对于本领域技术人员来说将显而易见。可以使用各种替代形式来实施本文公开的原理。另外，可以组合上述各种实施方式以提供另外的实施方式。本说明书中提及的所有美国专利和美国专利申请通过引用全部并入本文。如果需要采用各种专利和申请的概念以提供另外的实施方式，则可以修改实施方式的各方面。

可以根据上文详细的描述对实施方式进行这些和其他改变。一般来说，在以下权利要求书中，所用的术语不应被解释为将权利要求限制于本说明书和权利要求书中公开的具体实施方式，而应被解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求赋予的等效物的全部范围。

Claims (20)

1.一种测量系统，包括：

测量探头，所述测量探头包括：

触针，所述触针具有要与待测量工件接触的接触部分；

至少一个检测元件，所述至少一个检测元件能够检测所述接触部分的移动，所述移动对应于与工件的接触；和

信号处理部分，所述信号处理部分被配置为处理从所述至少一个检测元件的输出获得的生成的信号，以输出测量信号；

其中所述测量探头被配置为：

在移动模式的至少一部分期间以第一更新速率操作，其中所述移动模式包括以下中的至少一者：所述测量探头的使得所述接触部分远离所述工件移动的移动，或所述测量探头的使得所述接触部分在距所述工件等于或大于阈值距离的距离处移动的移动；以及

在测量模式的至少一部分期间以第二更新速率操作，其中所述测量模式包括所述测量探头的使得所述接触部分朝向所述工件移动以获得测量结果的移动，并且所述第二更新速率比所述第一更新速率快。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述第一更新速率和所述第二更新速率对应于所述信号处理部分输出测量信号的速率。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述信号处理部分包括模拟-数字转换器，并且对从所述至少一个检测元件的输出获得的所述生成的信号的所述处理包括模拟-数字转换，并且所述模拟-数字转换器在以所述第一更新速率操作时比在以所述第二更新速率操作时较不频繁地操作。

4.根据权利要求1所述的测量系统，还包括控制器部分，所述控制器部分被配置为提供信号，所述信号指示所述测量探头将从以所述第一更新速率操作转变为以所述第二更新速率操作。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其中对从所述第一更新速率到所述第二更新速率的转变的确定至少部分地基于模式信号从第一信号电平到第二信号电平的转变，由此，所述模式信号的转变与所述移动模式和所述测量模式之间的转变相关。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述移动模式和所述测量模式对应于坐标测量机的模式，所述坐标测量机进行操作以相对于所述工件移动包括所述接触部分的所述测量探头。

7.根据权利要求1所述的测量系统，其中：

所述测量探头在所述移动模式的至少一部分期间的所述移动处于第一移动速度；

所述测量探头在所述测量模式的至少一部分期间的所述移动处于第二移动速度；并且

所述第一移动速度比所述第二移动速度快。

8.根据权利要求1所述的测量系统，其中：

所述移动模式是所述移动模式的第一实例，并且所述测量探头的使得所述接触部分在距所述工件等于或大于阈值距离的距离处移动的所述移动包括所述测量探头相对于所述工件上的第一表面点朝向第一测量位置的移动；并且

所述测量模式是所述测量模式的第一实例，并且所述测量探头的使得所述接触部分朝向所述工件移动以获得测量结果的所述移动包括所述测量探头的使得所述接触部分朝向所述工件上的所述第一表面点移动以获得所述第一表面点的测量结果的移动。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其中所述测量探头被进一步配置为：

在所述移动模式的第二实例的至少一部分期间以所述第一更新速率操作，其中所述移动模式的所述第二实例包括所述测量探头的使得所述接触部分在测量已完成之后远离所述第一表面点移动的移动，并且所述测量探头的使得所述接触部分在距所述工件等于或大于阈值距离的距离处移动的所述移动包括所述测量探头相对于所述工件上的第二表面点朝向第二测量位置的移动；以及

在所述测量模式的第二实例的至少一部分期间以所述第二更新速率操作，其中所述测量模式的所述第二实例包括所述测量探头的使得所述接触部分朝向所述工件上的所述第二表面点移动以获得所述第二表面点的测量结果的移动。

10.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述测量探头接收并存储确定所述第一更新速率的第一更新速率值。

11.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述第二更新速率是所述第一更新速率的至少两倍。

12.一种用于操作测量系统的方法，所述测量系统包括测量探头，所述测量探头具有要与待测量工件接触的接触部分，所述方法包括：

在移动模式的至少一部分期间以第一更新速率操作所述测量探头，其中所述移动模式包括以下中的至少一者：所述测量探头的使得所述接触部分远离所述工件移动的移动，或所述测量探头的使得所述接触部分在距所述工件等于或大于阈值距离的距离处移动的移动；

确定将发生从所述第一更新速率到所述第二更新速率的转变；以及

在测量模式的至少一部分期间以第二更新速率操作所述测量探头，其中所述测量模式包括所述测量探头的使得所述接触部分朝向所述工件移动以获得测量结果的移动，并且所述第二更新速率比所述第一更新速率快。

13.根据权利要求12所述的方法，其中对从所述第一更新速率到所述第二更新速率的转变的所述确定至少部分地基于模式信号从第一信号电平到第二信号电平的转变。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一更新速率和所述第二更新速率对应于所述测量探头输出测量信号的速率。

15.根据权利要求14所述的方法，其中利用模拟-数字转换器在所述测量探头内处理所述测量信号，并且所述模拟-数字转换器在以所述第一更新速率操作时比在以所述第二更新速率操作时较不频繁地操作。

16.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述测量探头在所述移动模式的至少一部分期间的所述移动处于第一移动速度；

所述测量探头在所述测量模式的至少一部分期间的所述移动处于第二移动速度；并且

所述第一移动速度比所述第二移动速度快。

17.根据权利要求12所述的方法，还包括接收和存储确定所述第一更新速率的第一更新速率值。

18.一种测量系统，包括：

测量探头，所述测量探头包括：

触针，所述触针具有要与待测量工件接触的接触部分；

至少一个检测元件，所述至少一个检测元件能够检测所述接触部分的移动，所述移动对应于与工件的接触；和

信号处理部分，所述信号处理部分被配置为处理从所述至少一个检测元件的输出获得的生成的信号，以输出测量信号；和

控制器，所述控制器被配置为：

提供指示所述测量探头要在移动模式的至少一部分期间以第一更新速率操作的信号，其中所述移动模式包括以下中的至少一者：所述测量探头的使得所述接触部分远离所述工件移动的移动，或所述测量探头的使得所述接触部分在距所述工件等于或大于阈值距离的距离处移动的移动；以及

提供指示所述测量探头要在测量模式的至少一部分期间以第二更新速率操作的信号，其中所述测量模式包括所述测量探头的使得所述接触部分朝向所述工件移动以获得测量结果的移动，并且所述第二更新速率比所述第一更新速率快。

19.根据权利要求18所述的测量系统，其中对将发生从所述第一更新速率到所述第二更新速率的转变的确定至少部分地基于模式信号的转变。

20.根据权利要求19所述的测量系统，其中所述移动模式和所述测量模式对应于坐标测量机的模式，所述坐标测量机进行操作以相对于所述工件移动包括所述接触部分的所述测量探头，并且所述模式信号的转变与所述移动模式和所述测量模式之间的转变有关。