測頭是三坐標(biāo)測量機的重要部分，一般的測頭是由一個桿和紅寶石球組成，主要用來測量工作表面，通過測端的機械位置移動，觸發(fā)信號并采集一個測量數(shù)據(jù)?？梢姕y頭的性能直接影響測量精度和測量效率。觸發(fā)式測頭結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可用于高速測量，所以廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代三坐標(biāo)測量機中。但由于其精度稍低，而且不能以接觸狀態(tài)停留在工件表面，因而只能對工件表面作離散的逐點測量，不能作連續(xù)的掃描測量。

常用觸發(fā)式測頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。測桿安裝在三角架上，而三角架的三條圓柱腿定位于三對觸點上，當(dāng)測桿沒有受到測量力時，三角架的三條圓柱腿與三對觸點均保持接觸；當(dāng)測桿的球狀端部與工件接觸時，不論受到X、Y、Z哪個方向的接觸力，至少會引起一個圓柱腿與觸點脫離接觸，從而引起電路的斷開，產(chǎn)生階躍信號，通過采樣電路，將沿三個軸方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲處理。同時一個與測桿同軸的彈簧提供預(yù)載，以測頭凸角存在的原因是觸發(fā)式測頭的三點設(shè)計原則，當(dāng)作用給測端一個特定方向的力時，可能會產(chǎn)生繞一個或兩個接觸點的旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致所需確保圓柱腿與觸點的接觸及復(fù)位。因此這種測頭具有信號觸發(fā)的開關(guān)機構(gòu)、測頭再定位機構(gòu)和超行程保護(hù)機構(gòu)。

三坐標(biāo)測量機進(jìn)行測量時，測頭測端與被測零件接觸至測頭觸發(fā)之間的過程為“預(yù)行程”。預(yù)行程的存在并非是誤差源，因為在測頭認(rèn)證過程中，生產(chǎn)廠家已使用一個已知半徑的標(biāo)準(zhǔn)球來確定一個合理的測針半徑來消除平均預(yù)行程的影響。

觸發(fā)力的不同，即產(chǎn)生預(yù)行程變化，如圖2所示。圖中可以明顯看到三個凸角，反映了預(yù)行程的變化量接近17um。這種變化模式顯示了測頭結(jié)構(gòu)的三次對稱性。這種凸角大幅降低了三坐標(biāo)測量機執(zhí)行高精度測量的能力，例如圓度及圓柱度的測量。