《长度测量》PPT课件

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1、第六章长度测量王鹏wang_peng@tju.edu.cn天津大学精密仪器与光电子工程学院《史记》：“禹，左准绳，右规矩”“身为度，称以出。”《晋书·舆服志》：“记里鼓车，驾四。形制如司南。其中有木人执槌向鼓，行一里则打一槌。”古埃及：肘尺是以胳臂定为一个基本的长度单位。象形文字“肘尺”就是形象地画出了胳臂之长金字塔其底是正方形的，每边长500肘尺。古埃及测量长度的尺尼罗河水高度测量的水井第一节概述米的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米的定义长度计量单位布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。十尺为丈，人长八尺。腕尺：约合52～53厘米，与从手的中指尖到肘

2、之间的长度有密切关系。英寸：从大麦穗中间选择三粒最大的麦粒并依次排成一行的长度就是一英寸。米的定义米的由来1790年法国科学院提出“米制”的建议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1959年国务院确定以公制为我国基本计量制度，规定“米”为我国的长度单位米的定义1889年第一届国际计量大会上将“米”定义为“0℃时，巴黎国际计量局的截面为X形的铂铱合金两端刻线记号间的距离”。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＝1553164.13λ。1960年，在第

3、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。米的定义的复现国际计量委员会推荐米可以通过时间法、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

4、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:=632.8nm线纹尺刻度量块的长度光栅、容栅的栅距长度测量的标准量——线纹尺用金属或玻璃制成、表面上准确地刻有等间距平行线的长度测量和定位元件，也称刻线尺。长度测量的标准量——线纹尺线条间距：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

5、纹尺的刻线精度可达±1微米/毫米。长度测量的标准量——量块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，每套量块的块数有91、83、46等多种，不同套别中量块的尺寸也不相同。量块的研合特性可将不同尺寸的量块组合成所需要的各种尺寸。长度测量的标准量——量块按级使用量块的长度变动量：在量块测量面上任意点长度中最大值与最小值之差的绝对值。根据量块实测长度对其标称长度偏差和长度变动量允许值大小的不同，量块分为00、0、K、1、2、3共6个不同的

6、级别。长度测量的标准量——量块按“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。如40mm的量块，1级：按级使用将带入制造误差，结果：40±0.0004mm。长度测量的标准量——量块按等使用量块长度测量的不确定度U：量块长度测得的实际值L与其真值X接近程度的范围：U=L－X。按照量块长度测量不确定度允许值和长度变动量允许值的大小分为l、2、3、4、5、6共6个不同的等别。长度测量的标准量——量块按“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。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

7、按实际尺寸用，结果：40.0001±0.00015mm长度测量的标准量——栅距光栅示值精度较高，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。很大的放大倍数误差平均作用，实现很高的测量精度和很小的分辨率长度测量的标准量——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1890年，阿贝（Abbe