现代精密测量技术的状况及发展前景

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1、现代精密测量技术的现状及发展趋势摘要：本文主要概述了国内外现代精密测量技术的现状和特征。并指出了现代精密测量技术的发展趋势将是精密化、高速化、自动化、智慧化、集成化、经济化、非接触化和多功能化。关键词：现代精密测量技术现状发展趋势ModernPreciseMeasurementTechniqueStatusandDevelopmentTrendsAbstract:Thispaperoutlinesthedomesticandinternationalstatuesofmodernprecisemeasurementtechniqueandfeatures.Andpointedoutt

2、hemaintrendsofprecisemeasurementtechniqueareprecision,high-speed,automated,integrated,intelligent,economies,non-contactandmulti-functional・Keywords:ModernprecisemeasurementtechniqueStatuesTrends1引言在科学技术高度发展的今天，现代精密测量技术对一个国家的发展起着十分重要的作用。如果没有先进的测量技术与测量手段，就很难设计和制造出综合性能和单和性能均优良的产品，更谈不发展现代高新尖端技术，因此批

3、界各个工业发达国家都很重视和发展现代精密测量技术。⑴现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科淫研究屮，测量仪器具冇精密化、集成化、智慧化的发展趋势。三坐标测量机（CMM）是适应上述发展趋势的典型代表，它几乎可以对生产小的所有三维复杂零件尺寸、形状和相互位置进行高准确度测量。发展高速坐标测量机是现代工业生产的要求。同吋，作为下世纪的重点发展口标，齐国在微/纳米测量技术领域开展了广泛的应用研究。⑵2国内外现代测量技术的现状2.1坐标测量机的最新发展三坐标测量机作为几

4、何尺寸数字化检测设备在机械制造领域得到推广使用,技术应用于自己的产品以满足生产实际的需要。2.1.1误差自补偿技术徳国CarlZeiss公司最近开发的CNC小型坐标测量机采用热不灵敏陶瓷技术，使坐标测量机的测量精度在17.8〜25.6°C范围不受温度变化的影响。国内自行开发的数控测量机软件系统PMTS包括多项系统误差补偿、系统参数识别和优化技。图2.1.1CNC小型坐标测量机2.1.2丰富的软件技术CarlZeiss公司开发的坐标测量机软件STRATA-UX,其测量数据可以从CMM直接传送到随机配备的统计软件中去，对测量系统给出的检验数据进行实时分析与管理，根据要求对其进行评估。依据

5、此数据库，可口动生成齐种统计报表，包括X-BAR&R及X.BAR&S图表、频率直方图、运行图、目标图等。美国公司的Cameleon测量系统所齟支持软件可提供包描齿轮、板材、凸轮及凸轮轴共计50多个测量模块。日木Mistutor公司研制开发了一种图形显示及绘图程序，用于辅助操作者进行实际值与要求测量值之间的比较，具有多种输出方式。⑶外祁ROI夕卜部耳am]I通畤接口1输入接口丨接口丨输出1n按键1测试电路1显示器1其他外图设备被測信号图2.1.2STRATA-UX系统处理简图2.1.3非接触测量基于三角测量原理的非接触激光光学探头应用于CMM上代替接触式探头。通过探头的扫描口J以准确

6、获得表面粗糙度信息，进行表面轮廓的三维立体测量及用于模具特征线的识别。该方法克服了接触测量的局限性。将激光双三角测量法应用丁大范围内测量，对复杂曲而轮廓进行测量，其精度可高于1Pin。英国IMS公司生产的IMP型坐标测量机可以配用其它厂商提供的接触式或非接触式探头。图2.1.3IMP型坐标测量机2.2微/纳米级精密测量技术科学技术向微小领域发展，由毫米级、微米级继而涉足到纳米级，即微/纳米技术。微/纳米技术研究和探测物质结构的功能尺寸与分辨能力达到微米至纳米级尺度，使人类在改造自然方面深入到原子、分子级的纳米层次。纳米级加工技术口J分为加工精度和加工尺度两方面。加工精度由本世纪初的最

7、高精度微米级发展到现有的几个纳米数量级。金刚石车床加工的超精密衍射光栅精度已达lnm,实验室已经可以制作lOnm以下的线、柱、槽。微/纳米技术的发展，离不开微米级和纳米级的测量技术与设备。具有微米及亚微米测量精度的儿何量与表面形貌测量技术已经比较成熟，如HP5528双频激光干涉测量系统(精度lOnm).具冇lmn精度的光学触针式轮廓扫描系统等。因为扫描隧道显微镜、扫描探针显微镜和原了力显微镜用来直接观测原了尺度结构的实现，使得进行原了级的操作、装配和改形等