《長(zhǎng)度測(cè)量》PPT課件

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1、第六章長(zhǎng)度測(cè)量王鵬wang_peng@tju.edu.cn天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院《史記》：“禹，左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩”“身為度，稱(chēng)以出?！薄稌x書(shū)·輿服志》：“記里鼓車(chē)，駕四。形制如司南。其中有木人執(zhí)槌向鼓，行一里則打一槌?！惫虐＜埃褐獬呤且愿毂鄱橐粋€(gè)基本的長(zhǎng)度單位。象形文字“肘尺”就是形象地畫(huà)出了胳臂之長(zhǎng)金字塔其底是正方形的，每邊長(zhǎng)500肘尺。古埃及測(cè)量長(zhǎng)度的尺尼羅河水高度測(cè)量的水井第一節(jié)概述米的定義長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則米的定義長(zhǎng)度計(jì)量單位布指知寸，布手知尺，舒肘知尋。十尺為丈，人長(zhǎng)八尺。腕尺：約合52～53厘米，與從手的中指尖到肘

2、之間的長(zhǎng)度有密切關(guān)系。英寸：從大麥穗中間選擇三粒最大的麥粒并依次排成一行的長(zhǎng)度就是一英寸。米的定義米的由來(lái)1790年法國(guó)科學(xué)院提出“米制”的建議1791年，法國(guó)國(guó)民議會(huì)決定采用經(jīng)過(guò)巴黎的地球子午線(xiàn)自北極到赤道這一段弧長(zhǎng)的一千萬(wàn)分之一為長(zhǎng)度單位1959年國(guó)務(wù)院確定以公制為我國(guó)基本計(jì)量制度，規(guī)定“米”為我國(guó)的長(zhǎng)度單位米的定義1889年第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上將“米”定義為“0℃時(shí)，巴黎國(guó)際計(jì)量局的截面為X形的鉑銥合金兩端刻線(xiàn)記號(hào)間的距離”。米的定義1927年第7屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定用自然鎘（Cd）的紅色譜線(xiàn)作為光譜學(xué)的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，確定1米＝1553164.13λ。1960年，在第

3、11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，決定用氪(86Kr)橙線(xiàn)代替鎘紅線(xiàn)，并決定把米的定義改為：86Kr原子的2p10和5d5能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射在真空中的波長(zhǎng)(0.6057μm)的1,650,763.73倍1983年10月第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)了米的新定義：光在真空中于1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程長(zhǎng)度。米的定義的復(fù)現(xiàn)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)推薦米可以通過(guò)時(shí)間法、頻率法和輻射法來(lái)復(fù)現(xiàn)。1993年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)推薦了8種穩(wěn)頻激光器輻射的標(biāo)準(zhǔn)譜線(xiàn)頻率（波長(zhǎng)）值，作為復(fù)現(xiàn)米定義的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)常用的是碘吸收633nm氦氖激光器。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的碘穩(wěn)頻633nm

4、激光器長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)把測(cè)得的尺寸與基準(zhǔn)長(zhǎng)度聯(lián)系起來(lái)，以保證長(zhǎng)度量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確，這種聯(lián)系渠道稱(chēng)為量值傳遞系統(tǒng)量值傳遞的基本方法：高一級(jí)精度的儀器設(shè)備對(duì)低一級(jí)精度的儀器設(shè)備進(jìn)行量值傳遞長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)高一級(jí)精度低一級(jí)精度長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量光波波長(zhǎng)He-Ne:?=632.8nm線(xiàn)紋尺刻度量塊的長(zhǎng)度光柵、容柵的柵距長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——線(xiàn)紋尺用金屬或玻璃制成、表面上準(zhǔn)確地刻有等間距平行線(xiàn)的長(zhǎng)度測(cè)量和定位元件，也稱(chēng)刻線(xiàn)尺。長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——線(xiàn)紋尺線(xiàn)條間距：1毫米或0.1毫米。規(guī)格：100、200、300、500和1000毫米?；鶞?zhǔn)線(xiàn)紋尺的允許檢定誤差為±0.2微米/米；工作線(xiàn)

5、紋尺的刻線(xiàn)精度可達(dá)±1微米/毫米。長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——量塊量塊是應(yīng)用最廣泛的實(shí)物基準(zhǔn)之一。量塊經(jīng)常用于長(zhǎng)度尺寸的檢定和相對(duì)測(cè)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)量塊的材料、形狀、表面粗糙度以及中心尺寸長(zhǎng)度的制造精度、檢定精度均有明確的規(guī)定。量塊成套制造和出售，每套量塊的塊數(shù)有91、83、46等多種，不同套別中量塊的尺寸也不相同。量塊的研合特性可將不同尺寸的量塊組合成所需要的各種尺寸。長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——量塊按級(jí)使用量塊的長(zhǎng)度變動(dòng)量：在量塊測(cè)量面上任意點(diǎn)長(zhǎng)度中最大值與最小值之差的絕對(duì)值。根據(jù)量塊實(shí)測(cè)長(zhǎng)度對(duì)其標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度偏差和長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值大小的不同，量塊分為00、0、K、1、2、3共6個(gè)不同的

6、級(jí)別。長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——量塊按“級(jí)”使用，應(yīng)以量塊標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度作為工作尺寸。顯然，該尺寸包含了量塊的實(shí)際制造誤差。如40mm的量塊，1級(jí)：按級(jí)使用將帶入制造誤差，結(jié)果：40±0.0004mm。長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——量塊按等使用量塊長(zhǎng)度測(cè)量的不確定度U：量塊長(zhǎng)度測(cè)得的實(shí)際值L與其真值X接近程度的范圍：U=L－X。按照量塊長(zhǎng)度測(cè)量不確定度允許值和長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值的大小分為l、2、3、4、5、6共6個(gè)不同的等別。長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——量塊按“等”使用，應(yīng)以經(jīng)檢定后所給出的量塊中心長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值作為工作尺寸。如40mm的量塊，3等：按等使用將帶入檢定誤差。若檢定值為40.0001，則

7、按實(shí)際尺寸用，結(jié)果：40.0001±0.00015mm長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距光柵示值精度較高，但對(duì)測(cè)量環(huán)境要求較苛刻，特別是對(duì)溫度及油污、灰塵較敏感。很大的放大倍數(shù)誤差平均作用，實(shí)現(xiàn)很高的測(cè)量精度和很小的分辨率長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距光柵透射式光柵反射式光柵長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距容柵體積小、抗干擾能力強(qiáng)、造價(jià)低，有中等精度的產(chǎn)品，也有較高精度的品種xAB定尺動(dòng)尺δaW長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距磁柵易受外界磁場(chǎng)的影響，應(yīng)注意屏蔽長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距感應(yīng)同步器抗干擾能力很強(qiáng)，對(duì)使用環(huán)境的要求較低。長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則阿貝原則1890年，阿貝（Abbe