非接觸式測頭也可分為一維、二維和三維測頭。激光測頭通常是一維測頭。一維測頭一般采用接觸式測頭的測量方式，對(duì)被測工件進(jìn)行逐點(diǎn)測量，故測量速度較慢，不利于精密量儀向高效率的方向發(fā)展；三維測頭由于現(xiàn)有的技術(shù)和理論限制，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度也不高；目前非接觸測頭的主要發(fā)展方向主要是二維測頭。光學(xué)視覺測頭通常是二維測頭。
近年來，非接觸式測頭的研制在世界范圍內(nèi)是精密量儀制造廠家的研究重點(diǎn)。非接觸式測量的實(shí)現(xiàn)方式有多種，目前應(yīng)用于實(shí)踐并產(chǎn)品化的非接觸式測頭已經(jīng)為數(shù)不少。德國Wolf&Beck的OTM系列光學(xué)測頭，日本三豐公司的圖像測頭Mitutoyo QVP，美國普賽（Perceptron）公司的SCANWORKS三維激光掃描測頭，比利時(shí)METRIS公司的LC系列光學(xué)掃描測頭，以色列NEXTEC公司的WIZPROBE激光掃描測頭以及德國Zeiss公司的Viscan光學(xué)掃描測頭，都已廣泛應(yīng)用于精密量儀的非接觸測量。
以色列NEXTEC公司的WIZPROBE激光掃描測頭采用獨(dú)特的三角法測量原理，測量精度受材料類型、表面加工形式、激光光柱角度和環(huán)境條件影響較小。適用于掃描小型、精密、軟輕薄等特殊零件，也可用于覆蓋件的掃描。該測頭采樣頻率50點(diǎn)/s，激光光斑直徑為30μm，測量范圍為50mm±5mm，測量分辨率1μm，單點(diǎn)精度為6μm，單點(diǎn)重復(fù)性可達(dá)0.3μm。
美國Perceptron公司的SCANWORKS激光掃描測頭采用三角法進(jìn)行三維測量。當(dāng)激光投影平面與物體表面相交時(shí)，一個(gè)CCD照像機(jī)得到包含該交線的投影圖像，通過準(zhǔn)確的標(biāo)定程序，該交線被轉(zhuǎn)換到三維空間，從而得到被測物體表面的三維值。該測頭系統(tǒng)的測量精度為50μm，重復(fù)性精度為20μm。
3 精密測頭的發(fā)展趨勢(shì)
從整體上考察，近年來無論哪類精密測頭主要向著精度更高、尺寸更小、互換性更好、綜合功能更強(qiáng)、數(shù)字化的方向發(fā)展。
由于觸發(fā)式測頭成本低、結(jié)構(gòu)簡單，并能滿足常用的測量要求，在一定時(shí)期內(nèi)仍是市場上應(yīng)用最多的測頭，其發(fā)展方向是尺寸小、集成度高、精度高、各向異性小。目前，Renishaw公司占據(jù)了該類測頭全世界90%的市場，在近期內(nèi)這種狀況還不會(huì)改變。
目前的掃描式測頭，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價(jià)格昂貴，影響了其普及應(yīng)用。掃描式測頭的發(fā)展方向就是在不影響其精度和掃描速度的同時(shí)，研制結(jié)構(gòu)簡單、成本低的新型、高精度掃描式測頭。另外，具有較大量程、能伸入小孔、用于測量微型零件的測頭也在發(fā)展。特別指出，具有納米分辯率的微測頭是一個(gè)重要研究方向。而采用光柵傳感器的數(shù)字化精密測頭是掃描式測頭的普遍發(fā)展趨勢(shì)，其最終發(fā)展結(jié)果將出現(xiàn)智能化精密測頭。
掃描測量方式雖然比點(diǎn)位測量方式效率高，但仍然受到觸測的限制。非接觸式測頭無需接觸，在運(yùn)動(dòng)中采樣測量，可避免精密量儀的頻繁加速、減速、碰撞等，從而大大提高了測量效率；又因?yàn)榉墙佑|式測頭的測量力為零，可以測量各種柔軟、易于劃傷的工件；另外，可以形成很小光斑，對(duì)一些接觸測端不易伸入的部件進(jìn)行測量，或?qū)σ恍┘?xì)節(jié)進(jìn)行測量，并且有很大的測量范圍；因此，精密測頭的應(yīng)用趨勢(shì)就是非接觸式測頭將得到越來越廣泛的應(yīng)用。