几何量微纳米级精密测量技术
《精密测量技术》PPT课件
圆分度误差：分度要素的实际位置相对于理想位置的偏差，用θi表示。
00 10 20
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2．零起分度误差
以零刻线的实际位置为基准，确定全部刻线的理论位置，
并由此求得的分度误差称为零起分度误差，用 0 , i
表示。零起分度误差的一般表达式为
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一、角度的单位和自然基准
1、角度的单位：
国际单位制：弧度(rad) → 分析、计算 非国际单位：度(°)、分(´)、秒(") → 实际应用（加工、测试） 换算：1°= 60´, 1´= 60", 1rad = 180/π°≈ 57.296°
2、角度的自然基准：
角度自然基准：360°圆周（绝对准确，没有误差）
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正弦规按正弦原理工
作，即在平板工作面
与正弦规一侧的圆柱
之间安放一组尺寸为 H的量块，使正弦规 工作面相对于平板工 作面的倾斜角度0 等于被测角(锥)度的 公称值，(如图所示)。 量块尺寸H由下式决 定
sin0 H/L
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第三节、圆分度误差测量
• 一、圆分度误差的概念
直接测量：测量0～360之间的任意 角度
1、测角仪：精密仪器，最小分辨率可达0.01"
构成：1－工作台：固定被测件 4－自准直光管：对准目标 5－读数装置：瞄准读数
原理：先瞄准被测件的一个平面，读数α1
转动工作台，再次瞄准另一个平面，读数α2，
被测角度： A B 1 C 8 (0 21 )
角度基准：分度盘、圆光栅、码盘
几何量计量测试技术及仪器的若干新进展
在２０ 年１月在杭州举办的Ｐｏｅｓ ０５ ０５ １ ｒｓ ０ 中 ｎ２ 德 制造工 艺与质量控制技术研 讨会 上 ，德 方展 示 了最新 的几何量测量仪器设备 。这 次会议 由 中国科技部与德 国教 育与科研部联合发起 ， 由 德 国亚 琛 工 业 大 学 机 床 和 生 产技 术 研 究所
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的需求，于是提 出了研制纳米级 三维 坐标测 量 没。 现在 已有研究人员试 图在用微观空气
机 的要求 ，即需要 一个最起码能 移动 几十毫 米 学 的理 论 解 决 参 数 优 化 问 题 ，从 而 找 到 引盘
的二维工 作台，而该工作 台在 移动中的振动和
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措检测原理 的模具快速修 斑位 置将发生变化 ，光斑 中心 的位置 变化可 由 计算机 的图象处理软件 以亚像 素的精度算 出。 大学机床和 生产技术研究 这 项技术对 国防和航 空航天领域 的惯 性元件制
根 据 美 国 国 家标 准研 究院 （ Ｓ ） ， ＮＩＴ ￣ 道
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Ｃｏ ｐｒ ｈ ｎ ｉ ｅ ｍ ｅ ｅ ｓｖ
在保证精度 的前提 下进行 高效的检测。应用该
技术 可实现零件表 面全误 差测量 （ 除表 面粗糙 度 外 ），在测量信号 中既含有尺 寸误 差信 号又 含有形位误差信号 ，代表 了测 量系统的一种新
围 １ 超 精 田 三 维 测 量 机 原 理 围
的发 展 方 向 （ 图３）。
２ 常规 工业 用测 量仪器 的进 展ｐ
精密水准测量技术的原理与方法讲解
精密水准测量技术的原理与方法讲解一、引言精密水准测量是一种用来测量地球表面高程差异的技术，广泛用于建筑、道路、桥梁等工程项目的设计和施工过程中。
本文将要讲解精密水准测量技术的原理与方法，帮助读者深入了解这一重要的测量技术。
二、基本原理精密水准测量的基本原理是利用重力的作用和水准仪的测量观测，得到不同位置之间的高程差。
其核心原理为水准仪的测量结果与水平面的判定相结合。
1. 重力的作用重力是地球吸引物体的力，使物体朝向地球的中心运动。
水准测量利用重力的作用，通过测量地球表面上的高度差，推断出不同位置之间的高程差。
2. 水准仪的测量水准仪是精密水准测量的主要工具，其基本原理是利用建立在自然水平面上的平衡气泡来测量高程差。
通过调整气泡使其处于中央位置，就可以确定所测点与水准仪基准点之间的高差。
三、测量方法精密水准测量主要有两种方法：几何水准测量和重力高程测量。
1. 几何水准测量几何水准测量是一种通过观测目标点与测站之间的水平线来测量高程差的方法。
它需要设置测站和观测目标点，并进行直接或间接的水准测量。
直接水准测量是利用水准仪直接观测目标点和测站之间的高程差，间接水准测量则通过测量测站与参考点之间的高程差来间接得到目标点与测站之间的高程差。
2. 重力高程测量重力高程测量是一种通过观测重力加速度变化来测量高程差的方法。
它利用重力加速度与地壳运动及大地水准面测量的相关性，通过测量重力加速度的变化来推算出不同位置之间的高程差。
四、精密水准测量的应用精密水准测量技术在建筑、道路、桥梁等工程项目的设计和施工过程中具有重要作用。
它可以帮助测量人员准确把握地势高低差异，为工程项目的规划、设计和施工提供基础数据。
1. 建筑项目中的应用在建筑项目中，精密水准测量用于确定建筑物的高程，保证建筑物的平坦度和水平度。
它可以帮助建筑师在设计过程中避免出现高低错位或不平衡的问题，提高建筑物的整体质量。
2. 道路和桥梁项目中的应用在道路和桥梁项目中，精密水准测量用于确定路面和桥梁的高程，保证道路和桥梁的平整度和水平度。
几何量精度设计与精密测量高端技能型人才培养分析
几何量精度设计与精密测量高端技能型人才培养分析几何量精度设计与精密测量是现代制造业中非常重要的技能，对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
培养具备这方面专业技能的高端人才显得尤为重要。
本文将从几何量精度设计与精密测量的重要性、人才培养现状和未来发展趋势等方面进行分析。
一、几何量精度设计与精密测量的重要性几何量精度设计与精密测量是指在产品设计、制造和检测过程中，对产品的几何形状和尺寸进行精确测量和分析的技术和方法。
这一领域的技能要求非常高，因为产品的几何量精度直接关系到产品的性能、稳定性和可靠性。
在制造业中，尤其是汽车、航空航天、船舶、轨道交通等领域，产品的几何量精度设计与精密测量是至关重要的。
随着科技的飞速发展，产品的设计和制造越来越复杂，对产品的几何量精度设计与精密测量的要求也越来越高。
只有具备这方面专业技能的高端人才，才能够胜任这一领域的工作，保证产品的质量和性能。
二、人才培养现状目前，我国在几何量精度设计与精密测量高端技能型人才培养方面还存在一些不足。
相关专业的培训机构和课程相对不足，很多大学和职业教育机构在这方面的教学资源和师资力量都比较匮乏。
学生对这一领域的了解和认识也比较模糊，很多学生并不知道几何量精度设计与精密测量的重要性和发展前景。
行业需求和学校培养之间的脱节也比较严重，毕业生的实际能力与企业的需求之间存在一定的差距。
也有一些积极的企业和学校开始意识到几何量精度设计与精密测量这一领域的重要性，一些高校和培训机构开始加强相关专业的建设和师资力量，以满足市场需求。
一些企业也开始与相关专业的学校合作，开展双向沟通和合作，帮助学生更好地了解行业需求，提高实际能力。
三、未来发展趋势未来，随着制造业的转型升级和科技的不断进步，几何量精度设计与精密测量这一领域的重要性将会更加凸显。
几何量精度设计与精密测量高端技能型人才的需求也将会持续增加。
相关专业的课程和培训资源也将会得到更多的关注和投资，以满足市场需求。
现代精密测量技术发展现状综述
现代精密测量技术发展现状综述摘要：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学研究中，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。
关键词：现代精密测量，现状，发展趋势。
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相性能均优良的产品，更谈不发展现代高新尖端技术，因此世界各个工业发达国家都很重视和发展现代精密测量技术。
1.国内外形势：三坐标测量机：三坐标测量机即三次元，它是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。
三坐标测量仪可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统(如光学尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能测量的仪器”。
三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
三坐标测量机在机械、电子、仪表、塑胶等行业广泛使用。
三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟，这是其它仪器而达不到的效果。
组成结构：1、主机机械系统（X、Y、Z三轴或其它）；2、测头系统；3、电气控制硬件系统；4、数据处理软件系统（测量软件）；三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。
德国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℃范围不受温度变化的影响。
第五测量技术基础
端 面
3 等量块
量 比较或直接测量法 具
4 等量值
某些高精度 计量器具的示值
精密机床用尺 之类的工作计量器具
直接测量法 普通尺之类的 工作计量器具
5 等量块
某些计量器具的示值
各种计量器具
工作尺寸
工件尺寸
图5-1 长度量值传递系统
量块及其应用
量块又称块规,它就是端面量具,多用铬锰钢制 成,具有尺寸稳定,不易变形与耐磨性好等特点。
量块得用途广泛,除作为标准器具进行长度量 值得传递外,还可用来调整仪器、机床与其她 设备,也可以用来直接测量零件。
图 量块（46块）
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量块及其应用
Ø量块得测量面与工作长度
下测量面
量块长度Li
中心长度L
标称长度
平晶
上测量面
• 测量面：两个，相互平行，极为光滑、平整
• 标称长度：两测量面之间的距离（工作长度）
8、 修正值 为了消除或减少系统误差,用代数法加到
未修正测量结果上得数值。其大小与示值误差得绝对 值相等,而符号相反。
9、 重复精度 在相同得测量条件下,对同一被测几何
量进行多次测量时,各测量结果之间得一致性。
10、 不确定度 由于测量误差得存在而对被测几何
量量值不能肯定得程度。
§5、3 计量器具与测量方法
值无法得到,故实际中常以测得值代替真值进行计算,即
f
相对误差就是一个无量纲得x 数值x ,通常用百分比表示。 如: 测两孔直径大小分别为:50、86mm 与 20、97mm, 其绝对误差分别为:+0、02mm 与 +0、01mm, 则由上式得到它们得相对误差分别为 f1=0、02 /50、 86= 0、0393%,f2=0、01/20、97=0、0477% ,故前者测量 精度比后者高。
双频激光外差干涉的应用技术
双频激光外差干涉的应用技术
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几何量与表面形貌测量技术已经比较成熟，如双频激光干涉测量系统(精度10nm)、具有1nm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子力显微镜用来直接观测原子尺度结构的实现，使得进行原子级的操作、装配和改形等加工处理成为近几年来的前沿技术。
而激光外差干涉测量是几何量精密测量的主要技术之一，属精密测量技术领域。
通过偏振方向正交的两个波长的激光器，实现双波长外差干涉的外差干涉仪，将外差信号进行光电转换的声光调制器以及外差信号的相位检测电路和数据处理单元。
精密机械加工中的测量与检测技术
精密机械加工中的测量与检测技术在当今高度工业化的时代，精密机械加工在各个领域都发挥着至关重要的作用。
从航空航天到汽车制造，从医疗设备到电子通讯，几乎所有的高科技产品都离不开精密机械加工的支持。
而在精密机械加工过程中，测量与检测技术则是保证产品质量和精度的关键环节。
测量与检测技术的重要性不言而喻。
它就像是一双“眼睛”，时刻监控着加工过程中的每一个细节，确保加工出来的零件符合设计要求。
如果没有精确的测量与检测，即使使用了最先进的加工设备和工艺，也无法保证产品的质量和性能。
因此，对于精密机械加工企业来说，掌握先进的测量与检测技术是提高竞争力的核心要素之一。
在精密机械加工中，常用的测量与检测技术包括尺寸测量、形状测量、位置测量、表面粗糙度测量等。
尺寸测量是最基本的测量项目之一，它主要用于测量零件的长度、宽度、高度、直径等尺寸参数。
常用的尺寸测量工具包括卡尺、千分尺、量规等。
这些工具操作简单，精度较高，能够满足大多数常规零件的尺寸测量需求。
然而，对于一些高精度、复杂形状的零件，传统的测量工具可能就无法胜任了，这时就需要使用更先进的测量设备，如三坐标测量机、激光干涉仪等。
三坐标测量机是一种高精度、高效率的测量设备，它可以对零件的三维尺寸进行精确测量。
通过将零件放置在测量机的工作台上，并使用探头对零件表面进行逐点测量，测量机可以快速获取零件的三维坐标数据，并通过软件分析计算出零件的尺寸、形状、位置等参数。
激光干涉仪则是一种基于激光干涉原理的测量设备，它可以用于测量零件的直线度、平面度、垂直度等几何精度。
激光干涉仪具有测量精度高、测量范围大等优点，在精密机械加工中得到了广泛的应用。
形状测量也是精密机械加工中非常重要的一个环节。
零件的形状精度直接影响着其装配性能和工作性能。
常见的形状测量项目包括圆度、圆柱度、平面度、线轮廓度、面轮廓度等。
圆度测量通常使用圆度仪进行，圆柱度测量可以使用圆柱度仪或三坐标测量机，平面度测量则可以使用平板和千分表、三坐标测量机等设备。
精密测量
一．研究精密计量与测试技术的意义
1．标志着一个国家的科学技术水平
该学科主要研究几何量计量技术。几何量计量为十大计量之一，发 展最早、占有的比重最大，相对来说技术最成熟。许多其他物理量的测 量都可转为长度量的测量。核心技术无法采用技术引进获得。
（几何量、力学、热工、电磁、无线电、时间频率、声学、光学、化学、电离辐射）
和大型工件的直线度、同轴度等形状和位置误差的 测量问题。 光学式量仪的出现使微米级的测量成为极其容 易，近年来的纳米测量也基本都是光学原理为主。
（3）气动量仪
它的测量效率高，对环境条件要求不高，适宜在车间使 用，近年来由于压力传感器技术的进步使其在在线检测技术 中得到了较好发展，在制造业中具有非常好的发展前景。
所谓精密测量，通常是指微米量级的测量。相对 而言技术较成熟。 所谓超精密测量，通常是指亚微米（为俗称，而 非法定计量单位）至纳米量级的测量。虽范围较 宽，但为重点发展方向。
1.1 绪 言
本节主要内容 ：
一、精密计量与测试的意义
二．本课程的主要研究内容
三．精密计量测试技术的发展历史 四．现代精密测量技术发展趋势
1)自标定、自校准
2)现场直接标定
3)纳米溯源
（7）围绕微型机械设计理论开展的测试、理论分析 工作 （8）零废品生产中的测量控制
加工中心机内检测的应用实例
磨削过程中的主动测量
参考书
1、李
岩，华国梁，精密测量技术，中国
计量出版社，
2、武晋燮，几何量精密测量技术，哈尔滨工 业大学出版社 3、李宗扬主编，计量技术基础，原子能出版 社
（６）现代测量技术
已经发展成为精密机械、光、电 和电子计算机等技术相结合的综合性 技术
M106103《精密测量技术》课程教学大纲
《精密测量技术》课程教学大纲Precision Measurement Technology课程代码：M106103总学时：54 学分：3一、课程的地位与任务本课程为测控技术与仪器专业光电检测与控制方向的专业必修课，通过该课程的学习，融会贯通各门专业基础课程，系统掌握各类几何量测量的基本原理和方法，了解现代计量测试新技术。
通过本课程学习，培养学生具有计量测试的基本知识，能够依据被测量的技术要求拟定合理的测量方案，实施测量并分析处理测量结果，完成一个测试的全过程，何参量精从而具有初步解决工程测量中几密测试问题的能力。
二、课程的基本内容第一章绪论4学时1、精密测量技术的发展概况2、公差基础知识3、测量的基本概念4、测量方法的选择12学时第二章长度尺寸的测量1、长度的基准与标准2、量块的检定3、线纹尺的检定4、光滑极限量规5、轴类零件测量6、孔类零件测量7、大尺寸测量及新技术发展6学时8、微小尺寸测量及纳米测量技术第三章角度测量1、角度的实用基准2、角度和锥度的测量心」6学时3、小角度测量技术4、新型角度传感器第四章表面粗糙度的测量1、表面粗糙度的评定参数2、表面粗糙度的测量方法3、微观形貌测量新技术的发展第五章形位误差测量12学时1、直线度误差测量及准直技术的新发展2、平面度误差测量3、圆度误差测量4、平行度位置误差测量5、垂直度位置误差测量6、同轴度位置误差测量7、误差分离技术8、形位公差与尺寸公差的关系第六章螺纹测量6学时1、螺纹测量基础2、普通螺纹的综合检验3、螺纹的单项测量4、丝杠的测量第七章圆柱齿轮测量8学时1、概述2、齿轮单项测量3、齿轮综合测量4、齿轮整体误差测量三、课程的基本要求1、了解精密计量与测试发展概况，熟悉量值传递系统，掌握长度计量检定基本内容。
2、理解几何量测量的基本原则，对拟定测试方案的全过程有一个全面的认识。
3、掌握工程测量中各种几何量参数的测量原理、数据分析及误差分析，了解各种常用仪器的技术指标。
浅析现代测绘技术的发展趋势
浅析现代测绘技术的发展趋势随着全球经济的发展，人们对信息的需求越来越大，对自然的探索也越来越渴望，从而测绘工程在我国经济发展、环境保护等方面应用更加广泛。
它的出现，无疑给空间信息的获取提供了相当大的便利，这无论是在学科或科学方面的重要性都是毋庸置疑的。
本文简要分析现代测绘技术的现状及发展趋势。
标签：现代；测绘技术；发展趋势引言：测绘技术是研究地球和其他实体的与空间分布有关的信息的采集、测量、分析显示、管理和利用的科学技术。
集卫星通信技术、空间定位技术、遥感技术和地理信息系统技术为一体，强调了测量、遥感、地理信息等方面。
现代测绘技术主要在“GPS”和“遥感技术”两方面进行发展，已逐渐成为人类研究地球、自然环境甚至社会可持续发展等问题时必不可少的方法。
一、测绘技术主要内容测绘是将地面已有的特征点和界限通过测量获得反映地面现状的图形和位置信息，如自然地理要素、地表人工设施的形状、大小、空间位置、属性等。
它立足于对地球整体的观测以及信息的获取，通过这门技术，可有效对空间信息进行分析、存储、管理，从而掌握其变化规律。
现代测绘技术包括测量和制图两方面，在发展过程中逐渐形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘等分类，在现代经济和国防建设中有广泛应用。
如在进行城乡规划时，需为后期的规划管理绘制地形图；在地质勘探、矿产开发过程中，需绘制地形图供施工使用；在军事中，可以此提供精确的重力场等数据。
二、测绘技术的优缺点随着社会经济的发展，社会与自然的矛盾日益激化，环境保护已成为了国家发展的又一项重中之重。
能源稀少、水体污染等等环境问题都有待深入研究及解决。
在这种急需新兴科技的环境下，现代测绘技术在地里信息系统建设中起到了主导作用。
伴随着科技的进步，现代测绘技术无论在理论水平、精准程度还是应用方面都取得了极大地发展，为人类的自然开发、社会规划、经济建设等多方面提供了不可或缺的支持，同时也为国家经济建设和社会发展提供了各种专题性和综合性的基础信息。
浅谈精密测量技术现状及发展
浅谈精密测量技术现状及发展1. 引言1.1 精密测量技术的定义精密测量技术是一种能够对物体、信息或现象进行高精度测量的技术。
它通过各种精密的测量仪器和设备，可以对微小至纳米级别的尺寸、重量、速度、温度等参数进行准确测量。
精密测量技术的发展使得人类能够更深入地了解自然界的规律和现象，为科学研究、工业制造等领域提供了重要的支持和帮助。
在现代工业制造中，精密测量技术被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子产品制造等领域，帮助提高产品质量和生产效率。
精密测量技术的重要性不言而喻，它不仅可以确保产品达到规定的标准，还可以帮助企业提升竞争力，赢得市场份额。
精密测量技术在现代社会中扮演着不可或缺的角色，其应用范围和影响力日益扩大，对于推动科技进步和经济发展具有重要的意义。
1.2 精密测量技术的重要性精密测量技术是保障产品质量的重要手段。
在工业制造领域，精密测量技术可以用来确保产品的精准度和稳定性，从而提高产品的可靠性和竞争力。
通过精密测量技术，生产过程中的各种参数和指标可以被准确地监测和控制，从而确保产品达到设计要求。
精密测量技术在科学研究中扮演着不可或缺的角色。
在物理、化学、生物等领域的科学研究中，精密测量技术可以帮助科学家们获取准确的实验数据，从而推动科学的进步。
精密测量技术的不断发展和应用也为科学研究提供了更多的可能性和机会。
精密测量技术还在社会生活中扮演着重要的角色。
在交通运输、医疗保健、环境监测等领域，精密测量技术可以帮助我们更好地了解和控制环境因素，保障人类的生活质量和安全。
精密测量技术的重要性不容忽视。
它不仅在工业制造和科学研究领域发挥着关键作用，也在社会生活中发挥着越来越重要的作用。
随着科技的不断进步和发展，精密测量技术的应用范围和重要性也将不断扩大和提升。
2. 正文2.1 精密测量技术的发展历史精密测量技术的发展历史可以追溯到古代，人类在实现精确测量方面已经取得了一定的成就。
公元前3世纪，古希腊科学家阿基米德发明了用于测量物体密度的著名法器——阿基米德原则。
用于微纳米几何量尺寸测量的三维微接触式测头
用于微纳米几何量尺寸测量的三维微接触式测头李源;吴俊杰【摘要】为实现微纳尺度器件三维几何形貌测量及表征，基于电容和压阻原理，开发了两种三维微接触式测头。
其中电容测头测量范围4.5μm，轴向分辨力和横向分辨力分别为10 nm和25 nm；压阻测头测量范围4.6μm，轴向分辨力和横向分辨力分别为5 nm和10 nm。
两种测头均可集成到纳米测量机，实现微结构几何参数的测量。
%In order to realize dimensional measurement and charac-terization of miniaturized components in micro/nano scale, two 3D micro tactile probes were developed based on capacitive and piezo-resistive principle. Range of capacitive probe is 4.5 μm, with a resolution of 10 nm and 25 nm in axial and lateral direction, respectively. The piezo-resistive probe has an axial and lateral resolution of 5 nm and 10 nm in full range of 4.6 μm. The two probes can be integrated to nano measuring machine to realize measurement of geometrical parameter in microstructures.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P2-5)【关键词】微接触式测头;电容传感器;压阻传感器;纳米测量机【作者】李源;吴俊杰【作者单位】上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院【正文语种】中文纳米科技、MEMS(微机电系统)技术和超精密加工技术的发展，对微小器件尺寸测量提出了更高的要求。
测量技术基础
例如：在测量一个截面为圆的劣 弧的几何量所在圆的直径D。由 于无法直接测量，可以间接测量 圆的直径
1.测出该劣弧的弦长b以及相应的弦高h 2. 通过公式D=h+b2/4h计算出其直径D
3) 根据零件的被测表面是 否与测量器具的测量头有 机械接触分类
4) 根据同时测量参数的 多少分类
2.3.2 计量器具的基本度量指标：
刻度间距（隔）C：简称刻度，标尺 上相邻两刻线中心线之间的实际距离 （或圆周弧长）。（1~2.5mm）
分度值（刻度值、精度值）i ：简称 精度，它是指测量器具标尺上一个刻度 间距所代表的测量数值。
示值范围：测量器具标尺上全部刻度 间隔所代表的测量数值。
2.3.2 计量器具的基本度量指标：
间接测量 ：被测几何量无法直 接测量时，首先测出与被测几 何量有关的其他几何量，然后， 通过一定的数学关系式进行计 算来求得被测几何量的尺寸值
2) 据被测结果读数值的不同分类（读 数值是否直接表示被测尺寸）
绝对测量（全值测量）： 测量器 具的读数值直接表示被测尺寸。
相对测量（微差或比较测量） 测 量器具的读数值表示被测尺寸相对 于标准量的微差值或偏差。
2.1.3 检验、测试、和比对的概念
检验： 对于零件几何量的检验，通常只是判断被测量（零件）是否合 格（在规定的验收极限范围内）的过程，它通常不一定要求得到被测量（零 件）的具体数值。检验包括测试、检定与比对三个过程。
测试：是指试验研究性的测量，也可理解为试验和测量的全过程。 检定：是指为评定计量器具的计量特性（准确度、稳定度、灵敏度等）是 否合格所进行的全部工作。检定的主要对象是计量器具。 比对：是指在规定的条件下对相同准确度等级的同类基准、标准或工作用 计量器具之间的量值进行比较。
与时俱进探讨“精密测量技术”教学内容与教学方法的改革
与时俱进探讨“精密测量技术”教学内容与教学方法的改革作者：余卿，崔长彩，张认成，傅师伟来源：《教育教学论坛》 2016年第13期余卿，崔长彩，张认成，傅师伟（华侨大学机电及自动化学院测控系，福建厦门361021）摘要：针对测控技术与仪器专业，探讨《精密测量技术》的教学内容和方法新发展：在内容上增加新一代几何产品技术规范与认证（GPS）体系下的不确定度理论、三维表面形貌测量理论和方法以及微纳测量技术等；在理论授课方法上增加多媒体辅助教学手段，实验教学环节增加虚拟网络实验选修环节。
关键词：教育学；精密测量技术；教学内容；教学方法中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）13-0146-02一、前言随着新技术新原理的发展，传统测量理论和方法及仪器也得到了不断的发展和完善，针对测控专业本科生和研究生的教学，需要在现有教材的基础上调整和充实新的教学内容[1]。
对于测控专业，大部分院校受授课学时的限制没有开设“互换性与测量技术”等相关课程，而在其后续课程中都离不开对机械互换性基本概念和原理的知识基础[2]。
新一代几何产品技术规范与认证（GPS）体系是国际标准化组织（ISO）对原有几何量相关组织改组以后，适应新的要求规划的标准框架，其内容涵盖从产品设计、制造、检验与认证、使用等全生命周期的各个方面，其技术方法以计量数学为基础，集中了计算机技术、光学技术、微纳技术等先进技术，是一个更丰富、更合理、更易于实现的标准体系，提出了新模型概念、模型操作概念、新不确定度概念、三维表面形貌测量技术、软件量规概念等等[3-4]。
二、教学内容改革探索为适应学科体系发展和科学技术进步的需要，调整后的教学内容将在经典理论和方法的基础上，充实新原理、新技术、新手段，除去不适合、不适用的部分，突出一个“新”字。
调整后的精密测量技术基础教学内容体系如下：第一章：概述。
包括测量的意义和地位；测量原则和测量方法的选用；测量不确定度的基本概念和计算。
精密测量技术在物理实验中的应用案例
精密测量技术在物理实验中的应用案例在物理学研究领域，精密测量技术是不可或缺的工具。
它们扮演着确保实验数据准确性和可靠性的关键角色。
本文将通过几个实际案例，探讨精密测量技术在物理实验中的应用。
第一个案例是时间测量。
在实验中，精确测量时间是非常重要的，因为时间是许多物理量的基础。
例如，在研究物体运动的速度、加速度或波动的频率时，我们需要准确地测量时间。
一种常用的时间测量工具是高精度的计时器。
通过使用计时器，我们可以测量与事件相关的时间间隔，如反射光束的往返时间或简单机械系统的周期。
这些时间测量数据可以用于进一步分析和研究。
第二个案例是长度测量。
在物理实验中，测量长度是常见任务之一。
无论是测量一个导线的长度，还是确定物体的几何形状，准确的长度测量都是至关重要的。
在很多情况下，常规的尺子和卷尺是不够精确的。
因此，科学家们经常使用光学测量仪器，如干涉测量仪、激光测距仪和显微测量技术。
这些技术可以通过测量光波干涉模式或利用激光束的反射来实现亚微米级甚至纳米级的精度。
除了时间和长度测量，温度测量也是物理实验中的另一个重要方面。
特别是在材料学和热力学研究中，对温度的精确测量至关重要。
实验室中常用的温度测量仪器包括温度传感器和热电偶。
温度传感器可以通过测量物体的热辐射或与物质的热导率相关的电阻来测量温度。
热电偶则利用两种不同金属间的温差所产生的电压来测量温度。
通过使用这些精密测温设备，科学家们可以获得精确的温度数据，从而深入研究材料性质和热力学行为。
最后一个案例是测量物体的质量。
在物理实验中，准确测量物体的质量是实现实验目标的重要步骤。
传统的质量测量方法通常使用天平或弹簧秤。
然而，这些方法在高精度测量时存在一定的误差。
为了获得更准确的质量测量结果，科学家们常常使用精密天平或质量计。
这些设备具有高分辨率和高灵敏度，可以测量微小质量的变化。
例如，在核物理实验中，测量放射性物质的衰变速率需要精确测量物质的质量变化，以便确定衰变常数。
精密工程测量技术及应用
精密工程测量技术及应用摘要：随着社会的发展，我国科学技术水平得到了显著提升，各行各业各类工程中精密工程测量技术的应用也得到了有效推广，这也在一定程度上进一步推动我国的工业化进程。
但是我国当前各行各业精密工程测量技术的应用过程中，仍然存在一定的问题，使得精密工程测量技术的应用很难发挥理想的效果。
本文中我们就将针对精密工程测量技术及其应用进行深入探究，希望可以更好的推广落实精密工程测量技术的科学应用，推动我国工业化的进一步发展。
关键词:工程测量；发展；应用大型工程开展过程中，前期对工程进行精密测量是非常必要的，可以在很大程度上提升相关工程设计的精准度和实用性，保障相应工程的质量。
但是在精密工程测量技术应用过程中，要尽可能结合现代测量的新理论，才能真正的保障精密工程测量技术在实际应用中发挥更大的功效。
接下来我们就来具体探讨了解一下精密工程测量技术及其有效应用。
一.精密工程测量的基本概述工程开展过程中，需要提前对施工区域进行现场踏勘，从而得到准确的相关数据来作为参考进行相应的工程设计，保证相应工程设计的科学性。
而为了获取更加精准的相关数据信息，当前很多工程测量过程中所应用的相关技术也更加的精密。
以绝对测量精度优于毫米级或相对测量精度达到1×10-5以上作业精度也在很大程度上提升了我国工业发展的水平。
随着现代科学技术的不断进步和我国综合国力的不断提高，我国大型工程项目尤其是科学工程得到了蓬勃的发展，如航空、航天和加速器等工程，其复杂的结构和精密的测量要求在施工、安装、检测、控制和监测等工作，都对精密工程测量提出了更高的要求，使得精密工程测量得到了迅速的发展，精密测量技术在加速器工程、高铁工程、大型射电望远镜工程和工业测量等领域都发挥了不可替代的作用，成为影响工程整体质量的重要因素，因此，加强对精密工程测量技术的研究和应用十分重要。
工程测量技术通常根据实际的应用需求分为两种：普通测量和特殊测量。
普通测量中，我们对于测量结果的精准度要求相对较低，因而它的应用范围也相对较广。
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2. 二维微纳米级坐标测量
德国PTB:
二维微纳米级坐标测量 装置
测量范围 : 280 mm 280 mm
测量不确定度: <35nm（3σ）
扫描电镜头定位的二维
测量系统
测量范围 : 300 mm 300 mm
测量不确定度: 5nm
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2. 二维微纳米级坐标测量
瑞士METAS研制的掩膜板测量仪 用于校准掩膜板பைடு நூலகம்面的结构，测量范围达到
400mm300mm。仪器由具有空气轴承的XY位移 台组成，两轴的平面反射镜干涉仪测量位移 台的位置，用数字视频显微镜系统瞄准定位， 对于短周期的测量重复性<3nm(1σ )。
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在机械工程领域，对长度测量系统不确定度的要求越来越高， 特别是在长度测量系统中对短周期长度测量偏差的不确定度 要求更高（例如，对光栅尺的测量）。
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1. 一维微纳米级长度尺寸测量
德国：PTB
Interferometer
Bellow
Beamsplitter
Slide
Bellow
光学工程方面：
光学零件测量；
其他领域：
医学领域的镶牙技术、输液细管；如整形技术、模具制造、汽车自动 加油器、磁盘驱动器的基板部件、半导体器件封装等。
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微型坐标测量机的关键技术
主要是框架结构设计和测头设计。
在框架结构设计中主要考虑以下几方面：械 机构的热稳定性、测量中结构变形的影响最 小、最小阿贝误差、好的坐标参考点、足够 的硬度等。
中国计量测试学会几何量专业委员会2006年年会 论文报告
几何量微纳米级精密测量技术 研究的若干新进展
叶孝佑 高思田 2006-09-12
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报告提纲
前言 一维微纳米级长度尺寸测量 二维微纳米级坐标测量 微型坐标测量机 纳米尺度计量 结束语
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Microscope Bridge
Measurement
Slide
Scale
Granite
Vibration Isolation
一维纳米比长仪
德国：PTB
Linear Drives
测量范围：610 mm。
测量不确定度：线纹尺：Uaim ≤ 5 nm，光学掩膜板长度： Uaim ≤5 nm，线性光栅编码器：Uaim ≤3 nm，激光干涉仪：Uaim ≤2 nm。指标：
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1. 一维微纳米级长度尺寸测量
中国：中国计量科学研究院
测量范围≤3µm， 分辨率优于0.5nm， 测量不确定度 ≤3nm。
F-P 拍频激光干涉仪
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2. 二维微纳米级坐标测量
为了解决在集成电路、仪表、机械制造、塑胶等工业测量中广泛应用的 非接触坐标测量机及测量显微镜的校准和溯源，工业发达国家在近十年 来纷纷研制了高精度二维线纹标准器及其标准装置，其测量范围达到 600mm600mm，测量不确定度达到10～300nm。与一维微纳米级长度尺 寸测量相比，其引用的关键技术除了上述的激光测长和瞄准定位外，还 需要考虑进行两维测量的平面参考镜的制造测量和安装调整。平面参考 镜的直线度、平面度和两个平面镜正交性是主要的测量误差来源。
在测头设计中主要考虑以下几方面：小半径、 小探针、高硬度、低测力、低运动质量、高 稳定性、高分辨力和低噪声等。
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国家计量院中的 微型坐标测量机
英国NPL
高精度微型CMM
测量范围：50 mm 50 mm 50 mm； 测量不确定度：50~100 nm；采用Leitz CMM 的运动控制和CNC编程和数据分 析系统；计量型框架结构。
瑞士METAS研制的掩膜板测量仪
用于校准掩膜板表面的结构，测量范围达到400mm300mm。仪器由具有空 气轴承的XY位移台组成，两轴的平面反射镜干涉仪测量位移台的位置， 用数字视频显微镜系统瞄准定位，对于短周期的测量重复性<3nm(1σ )。
美国NIST和英国NPL
研制了用于在掩膜板表面结构测量的装置，其测量不确定度≤20nm
步入了世界先进水平行列。在我国，中国计量科学
研究院一直坚持不断地研究，近年来取得的一些科
研成果也达到了世界先进水平。
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1. 一维微纳米级长度尺寸测量
在集成电路工业领域，由于在一片光学掩膜板上集成的电路 越来越多，需要研究其几何特性，因此必须提升长度测量系 统的不确定度，目前，对7＂掩膜板的结构距离测量的重复 性达到了3 nm，溯源到长度单位的不确定度水平达到的电路 制造水平约30nm。
前言
20世纪末至21世纪初，精密、超精密制造（加工） 的精度水平向微米和纳米级发展。发达国家的计量
院对基标准的研究是长期和连续不断的，而且投入 很大，如美国的标准与技术研究院（ NIST）、英 国的物理研究所（NPL）和德国的物理技术研究院 （PTB）。在亚洲，日本的NIMJ、韩国的KRISS 近几年在微纳米测量技术研究方面发展也非常迅速，
六轴外差激光干涉仪测量系统；微型 3D测头：测针直径0.5mm或1mm， 测头内嵌三个电容传感器，其X、Y、 Z 测量范围为 20µm 。
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2. 二维微纳米级坐标测量
韩国计量院（KRISS）
结构与德国PTB的Leica LMS 2020类似，使用激光干涉仪测长， 原子力显微镜（AFM）的测量 头瞄准定位，其单轴位移测量不 确定度为10nm，测量范围为 200mm200mm。
二维微纳米级坐标测量装置
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2. 二维微纳米级坐标测量
中国计量科学研究院正在启动研制的激光两坐标测量装置
此处安装瞄准定位 系统
大理石平台
固定桥
测量范围 :
350mm×350mm
被测件
激光束
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3. 微型坐标测量机
主要用于测量超精密、极小零部件
涉及的应用范围有：
精密机械方面：
微电机、精密轴承、导向系统、手表、微型机电系统（MEMS）；