《长度量测量》PPT课件

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1、第七章长度量测量孙长库天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室第七章长度量测量第一节概述第二节长度尺寸测量第三节坐标测量第四节形位误差测量第五节表面粗糙度测量第六节微纳尺度测量第一节概述长度单位和定义长度量值传递系统长度测量的标准量长度测量的基本原则长度测量的标准测量环境米的定义1791年，法国国民议会决定采用经过巴黎的地球子午线自北极到赤道这一段弧长的一千万分之一为长度单位，选取古希腊文中metron一词作为这个单位的名称，后来演变为meter，中文译成“米突”或“米”。1889年，冰点温度下米原器两端

2、刻线间的距离——“国际米原器”米的定义1927年第7届国际计量大会决定用自然镉（Cd）的红色谱线作为光谱学的长度标准，确定1米＝1553164.13λ1960年，在第11届国际计量大会上，决定用氪(86Kr)橙线代替镉红线，并决定把米的定义改为：86Kr原子的2p10和5d5能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的波长(0.6057μm)的1,650,763.73倍1983年10月第17届国际计量大会通过了米的新定义：光在真空中于1/299792458秒的时间间隔内所行进的路程长度米的复现国际计量委员会推荐米可

3、以通过时间法、频率法和辐射法来复现1993年国际计量委员会推荐了8种稳频激光器辐射的标准谱线频率（波长）值，作为复现米定义的国际标准。目前，我国常用的是碘吸收633nm氦氖激光器中国计量科学研究院研制的碘稳频633nm激光器长度量值传递系统把测得的尺寸与基准长度联系起来，以保证长度量值的统一和准确，这种联系渠道称为量值传递系统量值传递的基本方法：高一级精度的仪器设备对低一级精度的仪器设备进行量值传递激光波长量块线纹尺量具测量仪器被测工件长度量值传递系统高一级精度低一级精度长度测量的标准量光波波长He-Ne

4、:=632.8nm线纹尺刻度、量块的长度光栅、容栅的栅距精密丝杠的螺距线纹尺用金属或玻璃制成的、表面上准确地刻有等间距平行线，也称刻线尺。线条间距：1毫米或0.1毫米。规格：100、200、300、500和1000毫米。基准线纹尺的允许检定误差为±0.2微米／米；工作线纹尺的刻线精度可达±1微米／毫米。量块是应用最广泛的实物基准之一。量块经常用于长度尺寸的检定和相对测量。国家标准对量块的材料、形状、表面粗糙度以及中心尺寸长度的制造精度、检定精度均有明确的规定。量块成套制造和出售，每套量块的总块数有91、

5、83、46等十多种，不同套别中量块的尺寸也不相同。量块属于单值量具，每一块量块仅体现一个标准长度，利用量块的研合特性，可由若干不同尺寸的量块组合成所需的尺寸。量块量块根据量块测量面上任意点的长度相对于标称长度的极限偏差和长度变动量最大允许值的不同，量块分为K级、0级、1级、2级、3级，共5个不同的级别。按“级”使用，应以量块标称长度作为工作尺寸。显然，该尺寸包含了量块的实际制造误差。量块如40mm的量块，1级：按级使用将带入制造误差，结果：40±0.0004mm。量块按照量块长度测量不确定度和长度变动量最

6、大允许值的大小分为1等、2等、3等、4等、5等，共5个不同的等别。按“等”使用，应以经检定后所给出的量块中心长度的实测值作为工作尺寸。量块如40mm的量块，3等：按等使用将带入检定误差。若检定值为40.0001，则按实际尺寸用，结果：40.0001±0.00015mm光栅示值精度较高，但对测量环境要求较苛刻，特别是对温度及油污、灰尘较敏感。误差平均作用，测量精度高长度测量的标准量——栅距长度测量的标准量——栅距光栅透射式光栅反射式光栅长度测量的标准量——栅距容栅体积小、抗干扰能力强、造价低，有中等精度的产

7、品，也有较高精度的品种xAB定尺动尺δaW长度测量的标准量——栅距磁栅易受外界磁场的影响，应注意屏蔽长度测量的标准量——栅距感应同步器抗干扰能力很强，对使用环境的要求较低。长度测量的基本原则阿贝原则基准统一原则变形最小原则测量链最短原则长度测量的基本原则阿贝原则:被测尺寸线段应与标准量的尺寸线段重合或在其延长线上（共线）阿贝原则阿贝原则测头哪一个轴符合啊贝原则？减小阿贝误差的方法:提高仪器导轨的精度尽可能减小被测线和标准线之间的距离，并保证它们之间平行跟踪测量导轨的偏移并进行补偿长度测量的基本原则测量基准

8、统一原则:指在测量时所选定的测量基准应该和设计时选定的设计基准、加工时选定的加工基准及装配时选定的安装基准一致，以避免因基准不同而产生的附加误差长度测量的基本原则变形最小原则:由于环境温度的变化、测量力和自重的影响，被测件和测量仪器各结构部件会产生热变形和弹性变形，影响测量精度。因此，在测量过程中要求被测工件和测量仪器的变形最小测量链最短原则:对于一个精密测量仪器或测量系统，从感受被测量到结果显示装置，凡是直接与感受标准量和被