微量直径测量方法的研究比较

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1、微量直径测量方法的研究比较曲靖师范学院毕业论文论文题目：微量直径测量方法的研究比较姓名:董学江学号:2003122136系别:物理系年级:2003级学科:教育学专业:教育技术学指导教师:陶淑芬职称:高级实验师完成日期：2007年5月曲靖师范学院教务处制微量直径测量方法的研究比较微量直径测量方法的研究比较摘要微量测量应用广泛，发展迅速，为适应越来越高的精度要求，国内外对微量测量极为关注。2006年韩力、卢杰、李莉在物理实验期刊上发表了《动态激光衍射法测量细丝直径》，提出了利用激光衍射对细丝直径进行动态测量的方法。主要研究

2、了激光衍射法测量细丝直径的实验方法、测量公式和精度分析，并利用CCD读数以及电脑处理分析数据来提高实验的精度；2003年2月冯颖、宋瑞丽在《东北电力学报》上发表《利用劈尖干涉法测定细丝直径的实验研究》，主要针对激光干涉法测量头发丝直径的实验中等厚干涉条纹间距不相等的现象的进行较为深入的理论分析和解释，并给出了减小误差的方法。上述研究文献都只对具体的测量方法作了研究，并未展开比较。微量直径的测量，利用传统的方法和普通实验器具无法测量，只有通过机械放大原理或光学原理把微量直径的测量转变为其它量的测量，再通过计算得到微量直径

3、。本文在现有实验室条件下，以头发丝直径的测量为例，利用螺旋测微器测量法、劈尖干涉法、光学放大法、衍射法测量头发丝直径，通过具体的实验数据和测量的不确定度对微量直径测量方法进行较系统的比较研究。该课题的研究有利于对微量测量的认识和理解，拓展知识体系，学习科学研究的方法，了解科学研究的现状，培养分析处理各类问题的能力，实现在现有实验室条件下选择最合理的方法测量直径的目的。通过实验数据和结果分析得出利用夫琅和费衍射法测量头发丝直径，误差小，测量结果稳定，精度高，成本适中，非常适用于微量直径的测量。由于条件的限制，本文侧重于基

4、本原理的分析和实验结果的不确定度的比较。对于实验中存在的不稳定因素和仪器精度方面的问题，只是从理论上提出了具体改进的措施，在今后的研究中应多注重测量方法的深入分析和改进，以适应越来越高的精度要求。关键词：微量直径；测量方法；原理2微量直径测量方法的研究比较目录1引言11.1问题的提出11.2研究的现状11.3研究的思路12直接接触测量法22.1螺旋测微器测量法22.1.1构造及测量原理22.1.2操作过程22.1.3测量数据32.1.4不确定度计算32.2劈尖干涉测量法42.2.1测量原理42.2.2操作过程52.2.

5、3测量数据52.2.4不确定度计算53不直接接触测量法73.1光学放大法73.1.1测量原理73.1.2不确定度估算73.2夫琅和费衍射法73.2.1测量原理83.2.2操作过程83.2.3测量数据93.2.4不确定度计算94各种方法的比较105结论11参考文献122微量直径测量方法的研究比较1引言1.1问题的提出随着科学技术和工业生产的发展，产品的小型化和微型化越来越成为一个重要的分支，因而微小尺寸的测量越来越多、越来越重要，如细丝、小孔、镀层厚度、集成电路中的氧化层厚度、各元件间的微小距离、计算机中磁头与磁盘间的微

6、小间隙等等；并且测量精度要求也越来越高，如超大规模集成电路中要求位置的测量精度为0.lum的数量级[1]。这些都涉及到了微量测量，为适应这种精度要求，迫切的需要对微量测量做大量的研究，并对测量方法做系统的分析比较，找出较合理的微量测量方法。本文侧重于微量直径的研究。对微量直径的测量方法的研究，本文提出了以头发丝直径的测量为例，在现有实验室条件下，利用多种方法进行头发丝直径的测量和比较，以此加深对微量测量的认识和理解，为更深入的研究提供参考。1.2研究的现状微量测量应用广泛，发展迅速，为适应越来越高的精度要求，国内外对微

7、量测量极为关注。2006年韩力、卢杰、李莉在物理实验期刊上发表了《动态激光衍射法测量细丝直径》，主要研究了利用激光衍射法测量细丝直径，利用CCD(光电传感器)读数以及电脑处理分析数据，测量的精度有了很大的提高；2003年2月冯颖、宋瑞丽在《东北电力学报》上发表《利用劈尖干涉法测定细丝直径的实验研究》，主要针对激光干涉法测量头发丝直径的实验中等厚干涉条纹间距不相等的现象进行较为深入的理论分析和解释，并给出了减小误差的方法。国内外的研究多侧重于更微小的测量，并且针对头发丝微量直径测量的方法未做系统的研究比较，都只对单一的方

8、法进行研究，并未展开比较。1.3研究的思路微量直径的测量，利用传统的方法和普通实验器具无法测量，只有通过机械放大原理或光学原理把微量直径的测量转变为其它量的测量，再通过计算得到微量直径。本文以头发丝直径的测量为例，利用测量法、劈尖干涉法、光学放大法、夫琅和费衍射法测量头发丝直径，在此基础上进行微量直径的测量方法的比较研究，实现在现