精密测量学教案-第1章绪论
精密测量技术课程设计
精密测量技术课程设计前言精密测量技术是当今世界上不可或缺的一项技术，其应用范围广阔，如航空、航天、机械、电子、化学、医疗等领域都有着广泛的应用。
因此，精密测量技术的培训和学习极为重要。
本文档的目的是为精密测量技术的学习和应用提供一定的辅助，以期达到学习和应用的最佳效果。
课程设计教学目标本次课程设计的教学目标为：•了解精密测量技术的基本概念；•掌握精密测量仪器的使用方法；•能够选择合适的精密测量仪器进行测量；•能够正确理解和分析测量结果；•能够熟练运用精密测量技术进行实际应用。
教学内容1.精密测量技术概述1.精密测量技术的定义和基本概念2.精密测量的分类3.精度、精密度和可靠性概念2.精密测量仪器的分类与原理1.传感器、调节器、计量器2.静电电容传感器、电磁铁式传感器、激光间接式测量仪3.测量误差和精度分析1.误差类型和误差来源2.精度评定方法3.趋势线拟合处理法4.精度检验和校准技术1.精度检验方法2.校准技术和标准器的使用3.校准方法及计算5.精密测量技术在实际应用中的案例分析1.机械工业、电子工业、化工工业、医疗工业中的应用案例2.案例分析和讨论教学方法本次课程设计的教学方法主要包括：1.授课法：通过讲授精确的理论知识，使学生掌握基本的概念和原理；2.演示法：通过实际演示操作，使学生了解仪器的具体使用方法；3.实验法：通过实验使学生熟练运用精密测量技术；4.讨论法：通过案例分析和比较，加强学生的实际应用能力。
教学资源此次课程设计所需要的教学资源包括：1.精密测量仪器2.具有理论基础的教材和参考书3.实验室教学评估本次课程设计的评估主要分为：1.学生的实验和报告2.学生的课堂表现和学习能力3.期末考试结论本文档主要是针对精密测量技术课程设计的教学目标、教学内容、教学方法、教学资源和评估等方面进行的说明。
通过本次课程设计的学习，学生们将对精密测量技术有一个比较全面和深入的认识，同时也将掌握精密测量技术的使用方法和实际应用技能，为以后的学习和工作打下坚实的基础。
精密测试技术课程讲义(1～2章)
“精密测试技术”课程主要内容典型测试系统的组成一、信号分析基础理论1. 傅立叶变换、FFT频谱分析2. 相关分析、功率谱分析3. 采样及采样定理4. 数字信号处理步骤二、测试系统的基本特性1．传递函数2．静态特性3．动态特性三、传感器1. 电阻应变式传感器2. 电感式传感器3. 电容式传感器4. 压电式传感器5. 光电式传感器6. 热电式传感器7. 霍尔式传感器四、信号处理电路及接口技术1. 电桥电路2. 模拟信号的放大3. D/A及A/D4. 数据通讯技术5. 几种总线接口五、数据处理方法1. 简单的数字滤波2. 非线性补偿及误差修正(插值)六、虚拟仪器技术参考书籍《测试技术》贾民平等高等教育出版社成绩：闭卷考试90%+大作业10% （加分措施）大作业：智能传感器及应用虚拟仪器新的测试技术智能结构第一章. 信号分析、处理基础理论1. 信号分类● 按数学关系可以分为：确定信号和非确定性信号周期信号：()()T n t x t x 0+=002/1/T f πω== ， 22/f T ωππ==非周期信号：()()t f t x=● 按取值特征分为：连续信号和离散信号信号离散信号 一般离散信号：独立变量都离散数字信号：幅值和独立变量都离散● 按能量功率分：能量信号和功率信号R=1,()R t x t P /)(2=()dt t x ⎰+∞∞-2<∞信号的能量有限，称能量有限信号，简称能量信号。
若在()+∞∞-,的能量无限，但在有限区间()2/,2/T T -内满足平均功率有限的条件：()∞<-⎰-dt t T T Tx 2/2/21则称为功率信号，如各种周期信号● 按信号的处理分析不同分为：时域信号：以时间为独立变量来描述的信号 频域信号：以频率为独立变量来描述的信号2. 信号分析处理的目的获取信号频谱特性 (1) 幅频特性：()A ωω- (2) 相频特性：()θωω-3. 周期信号与傅立叶级数 (1) 周期信号定义()()0x t x t n T =+(2) 周期信号的傅立叶级数 （基频、谐波）对于满足狄里赫利条件的周期信号，均可展开成：()0001(cos sin )n n n x t a a n t b n t ωω∞==++∑ （1.5）式中常值分量0a ，余弦分量幅值n a ，正弦分量幅值n b 分别为()()()000000/20/20/20/20/20/2012cos 2sin T T T n T T n T a x t dtT a x t n tdt T b x t n tdt T ωω---⎫=⎪⎪⎪=⎬⎪⎪=⎪⎭⎰⎰⎰ （1.6）上述展开式也可合并成如下式子：1()sin()nnn x t n t A A ωθ∞==++∑其中:ω――信号的基频n ω 为 n 次谐波各谐波分量的幅值 ：n A = （1.8）各谐波分量的初相角： a r c t a n n n n a b φ⎛⎫= ⎪⎝⎭（1.9）(3) 举例、周期信号频谱特点以方波信号为例：方波信号时域波形/频域波形001()sin()n nn x t n t A Aωθ∞==++∑=2001020233sin()sin(2)sin(3)....t t A t ωφωφωφA +A ++A ++++()00/20/210T T a x t dt T -==⎰00/2/2()002cos 0T n T t a x n tdt T ω-=⎰=00/2/2()002sin T n T t b x n tdt T ω-=⎰=00/20/200002[()sin sin ]T T A n tdt A n tdt T ωω--⎰-+⎰ =00/2000/20000cos cos 2[||]T T n t n t A T n n ωωωω---+40{An π= 1,3,52,4,6n n ==()000411(sin sin 3sin 5....)35t A x t t t ωωωπ=+++周期信号频谱特点：● 离散；● 有效频谱只出现在基波的整数倍上； ● 谐波n 次数越大，n A 越小。
第1章 绪论
Cobas E601电化学发光自动化免疫分析仪 应用于临床免疫学检验，如肿瘤标志物、激素、酶类、
抗原或抗 体、维生 素、细胞 因子和各 种代谢物 质等的测 定。
三、色谱分析技术
• 色谱法利用混合物中各组分在互不相溶的两相之间 分配系数的差异而使物质的各组分得到分离，再对 其进行定性或定量测定。
本章小结
• 在使用仪器以前必须先掌握仪器的相关知识，包括结构 和各主要部件的功能、仪器的技术原理和工作原理，根 据仪器制造商发布的操作指南编写简易且便于执行的操 作规程，熟悉操作步骤。
• 分类：
电位分析技术、电导分析技术、电解分析技术、 电容量分析技术、伏安分析技术、电化学生物传 感器技术等。
二、电化学分析技术
• 临床化学检验中电解质分析、血气与酸碱分析等 所用的仪器，，大多基于电化学分析技术。
ABL800 系列血气分析仪 测量pH值、血气、电解质、血氧源自代谢物。二、电化学分析技术
VARIANT™ II TURBO 血红蛋白测试系统 基于高效液相离子交换层析技术的仪器 专用于测定糖化血红蛋白
四、质谱分析技术
• 质谱仪是一类能够使物质粒子离化成离子并通过适 当的电场或磁场将它们按空间位置、时间先后，或 者轨道稳定与否实现质荷比分离，经检测强度后对 物质进行分析的仪器。
• 通过强大的医院信息系统（HIS）、实验室信息系统 （LIS）和中间连接软件（middleware）,临床检验 实验室可达到智能化、自动化地控制样本检测的全 过程。
• 提高了实验室工作效率、降低了差错、缩短了检验 结果报告周期，进一步满足了临床的需要。
第1讲(绪论)
五、控制测量的研究内容
研究建立和维护高精度水平的国家和工程水平控制网和 高程控制网的技术和方法 研究获得高精度测量成果的精密仪器使用方法 研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及 有关问题的测量计算 研究高精度和多类别的地面网、 研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数 学处理的理论和方法
北极 P
P
自转轴 赤道
自转轴 赤道
南极 P1
陆地
海 洋
洋 海
P1
铅垂线
线 铅垂
铅垂 线
3.参考椭球 3.参考椭球 大地体： 大地体：大地水准面所包围的形体 。
经过长期测量实践表明，大地体与一个以椭圆的短轴为旋转轴的 旋转椭球的形状十分近似，所以测绘工作便取大小与大地体很接近的 旋转椭球作为地球的参考形状和大小，成为参考椭球。
1.1 控制测量学的基本任务和主要内容
一、控制测量的概念 在一定测量区域内，按任务所要求的精度等级, 在一定测量区域内，按任务所要求的精度等级,布设 控制点，构建控制网，测定控制点的平面位置和高程， 控制点，构建控制网，测定控制点的平面位置和高程，这 一测量工作过程称为控制测量。 一测量工作过程称为控制测量。 案例： 案例：某公路施工控制测量
知识目标： 知识目标： 1.掌握控制测量学的基本任务和作用 2.掌握铅垂线与大地水准面的概念 3.了解参考椭球与总椭球的概念与定义 4.掌握建立控制网的主要方法与布网形式 技能目标： 技能目标： 1.能够描述控制测量学的基本任务和作用 2.能够描述铅垂线与大地水准面的概念与定义 3.能够描述参考椭球与总椭球的概念与定义 4.能够描述建立控制网的主要方法与布网形式
N
b
W
a a O
E
S
2005《精密工程测量》教学大纲
《精密工程测量》教学大纲课程编码：课程名称：精密工程测量英文名称：Precision Engineering Surveying开课学期：8学时/学分：20 /1 (其中实验4学时)课程类型：学科专业选修课开课专业：测绘工程选用教材：吴翼麟、孔祥元，《特种精密工程测量》，测绘出版社，1992主要参考书：1、张正禄，《工程测量学》，武汉大学出版社，20022、李青岳、陈永奇，《工程测量学》，测绘出版社，19953、黄声享、尹晖等，《变形监测数据处理》，武汉大学出版社，20034、冯文灏，《工业测量》，武汉大学出版社，2004……执笔人：王凤艳一、课程性质、目的与任务《精密工程测量学》是测绘工程本科专业选修专业课之一，本教学大纲适用于测绘工程专业的本科教学。
通过本课程教学，使学生了解国内外精密工程测量的发展现状；掌握精密工程测量的理论、技术、仪器和方法。
二、教学基本要求1、了解精密工程测量的研究内容和发展趋势2、掌握精密工程测量的基本理论、方法和技术3、掌握精密工程测量的数据处理方法三、各章节内容及学时分配第一章绪论（2学时）一、精密工程测量的定义和领域二、大型工程建筑物的结构特点及其对测量精度的要求三、国内外特种精密工程测量的现状及发展教学提示：在这一章的教学中，主要让同学们了解精密工程测量的研究内容、应用领域及发展现状。
第二章精密工程测量的基本原理（2学时）一、精密工程测量的工作内容和特点二、常规方法的改进、专用测量仪器的研制三、内外部环境因素的排除和处理四、自动观测系统五、精密工程测量中数据处理的特点教学提示：通过本章教学，使同学们了解精密工程测量的工作内容和特点，常规方法的改进及研制专用仪器，在精密工程测量中，要注意内外部环境因素的排除和处理，掌握精密工程测量中数据处理的特点。
第三章精密长度测量（2学时）精密长度测量的各种方法教学提示：要求同学们掌握精密长度测量的各种方法。
第四章精密角度测量（2学时）精密角度测量的各种方法和仪器教学提示：通过教学，使同学们掌握精密角度测量的各种方法。
测量学-第一章 绪论
– 定位
• 大地水准面与椭球体最接近 • 单点定位：大地原点参考椭球面和大地水准面相切，
法线和垂线重合。
北纬34°32′27.00″东经108°55′25.00″。
地球
大地体
大地水准面
大地水准面和铅垂线 是测量工作的基准面 和基准线
参考椭球
参考椭球面
参考椭球面和法线测量 内业计算的基准面和基 准线
• 施工阶段：把线路和各种建筑物正确的测设到 地面上。
• 竣工测量：对建筑物进行竣工测量。（是否符 合设计的要求）
• 运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。 • 变形观测：为安全运营，防止灾害进行变形测
量。
§1.2 测量学的发展概况
世界最早的地图
公元前3200年古埃及绘在苇草上的金矿图
陶片上的古巴比伦
§1.3.2 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度（
） ,
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面：参考椭球面 – 基准线：法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置，用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B，表示。
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。
精密测量技术电子教案
精密测量技术电子教案一、课程简介章节名称：精密测量技术概述教学目标：1. 使学生了解精密测量技术的基本概念、分类和应用领域。
2. 培养学生对精密测量技术的兴趣和认识，提高其科学素养。
教学内容：1. 精密测量技术的定义与特点2. 精密测量技术的分类3. 精密测量技术在各个领域的应用4. 精密测量技术的发展趋势教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实例进行分析。
2. 引导学生参与课堂讨论，提高其思考问题的能力。
3. 布置课后作业，巩固所学知识。
教学资源：1. 多媒体课件2. 相关学术论文和案例分析二、尺寸测量章节名称：尺寸测量教学目标：1. 使学生掌握尺寸测量的基本原理和方法。
2. 培养学生进行尺寸测量的实际操作能力。
教学内容：1. 尺寸测量原理2. 尺寸测量方法3. 尺寸测量工具与设备4. 尺寸测量误差及消除方法教学方法：1. 采用理论讲解与实验操作相结合的方式进行教学。
2. 引导学生进行实际操作，提高其动手能力。
3. 分析实际案例，使学生掌握尺寸测量的应用。
教学资源：1. 尺寸测量仪器设备2. 实验指导书及相关资料三、角度测量章节名称：角度测量教学目标：1. 使学生了解角度测量的重要性，掌握基本原理和方法。
2. 培养学生进行角度测量的实际操作能力。
教学内容：1. 角度测量原理2. 角度测量方法3. 角度测量工具与设备4. 角度测量误差及消除方法教学方法：1. 采用理论讲解与实验操作相结合的方式进行教学。
2. 引导学生进行实际操作，提高其动手能力。
3. 分析实际案例，使学生掌握角度测量的应用。
教学资源：1. 角度测量仪器设备2. 实验指导书及相关资料四、形位测量章节名称：形位测量教学目标：1. 使学生了解形位测量的重要性，掌握基本原理和方法。
2. 培养学生进行形位测量的实际操作能力。
教学内容：1. 形位测量原理2. 形位测量方法3. 形位测量工具与设备4. 形位测量误差及消除方法教学方法：1. 采用理论讲解与实验操作相结合的方式进行教学。
精密测量技术常识电子教案
教学难点：对术语及其定义的理解
教学内容: 主要阐述了精密测量的基本概念、测量方法与测量仪器的分类；精密
测量的常用名词、术语及定义；测量方法与测量器具的选择；测量基准面和定
位形式的选择；测量条件的选择等内容。
教学建议: 本章内容理论性较强,有些地方的理解有一定的难度,因而安排的学时多
一点,教师在讲解时要抓住重点和难点作比较细致的分析讲解,这样才能收到比较 满意的教学效果。
1.1 测量概述
测 量 第技 一术 章基 础 常 识
1.1.1 测量概念
精密测量: 将被测量与标准量（或单位量）进行比较，并确定 其比值的过程。
精密测量四个要素: 被测对象、计量单位、测量方法和测量误差等。 精密测量内容: 包括长度、角度、几何形状、表面相互位置及表面
表面粗糙度等选用计量器具。
(4)按被测零件所处的状态和所处的条件选择计量仪器。 1.2.3 、测量基准面和定位形式的选择
（一) 基准统一原则 （二) 正确选择定位形式 1.2.4 、测量条件的选择 (一)温度 (二)湿度 (三)防震 (四)防尘
轴
套
第 二 章
类 零 件
的
测
量
第二章教学纲要
教学要求：1. 明确轴套类零件常用形位公差(如同轴度、径向跳动、端面跳动、圆度、 圆柱度等)的定义及测量方案的拟定。
2. 理解轴套类零件常用计量器具如光学机、测长仪、圆度仪等的测量原理， 了解其适用范围，掌握其使用方法与测量步骤。
3. 理解测量角度的常用计量器具如万能角度尺正弦规等的测量 原理，了解其适用范围，掌握其使用方法与测量步骤。
4. 了解各类轴径测量方法及适用范围。 5. 了解各类孔径测量方法及适用范围。 教学重点： 1. 能根据被测件的技术要求拟定测量方案。 2. 能掌握轴套类零件常用计量器具的测量方法与测量步骤。 3. 能分析被测件产生误差的原因。 教学难点： 对测长仪、圆度仪测量方法的掌握及测量步骤 本章教学内容： 1．主要阐述了轴套类零件的同轴度、径向跳动、端面跳动、圆度、圆柱度、 长度的测量方法与计量器具的选择；测量基准面和定位形式的选择；测量条件的选择以 及计量器具的正确使用与测量步骤等内容。 2．阐述了角度、锥度的测量方法与计量器具的选择；测量基准面和定位形 式的选择；测量条件的选择以及计量器具的正确使用与测量步骤等内容。 本章教学建议： 本章的主要内容实践性较强、因而在教学过程中应紧密结合生产实际进行讲解。在讲 解各种计量器具的工作原理和使用方法时最好能采用计量器具的实物进行讲解和课堂演。 如条件允许，则可进行测量实验，让学生采用讲解过的计量器具对具体的零件进行测量， 学生能更好地理解和掌握精密计量器具的工作原理和使用方法。本章要求学生通过测量实 验，加深理解同轴度、径向跳动、端面跳动、圆度、圆柱度、长度的公差带定义。 完成一个课题,应当培养学生能分析被测件产生误差的原因，判断被测件的合格性。
测量学 第一章 测量学绪论
后为凸向赤道的曲线，并以 赤道为对称轴。
平行圈
（5）经线与纬线投影后仍然保持
正交。
赤道
O
y
（6）离中央子午线愈远，长度变 子午线
形愈大。
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进 行投影分带。
6º带自首子午线开始，按6º的 经差自西向东分成60个带。
3º带自1.5 º开始，按3º的经差 自西向东分成120个带。
几何形体，作为地球的参考形状和大小。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
G
大地水 准面
三、地面点位的确定（X Y H）
地面点位的确定
高程 地理坐标
天文坐标
大地坐标
坐标
高斯平面直角坐标
平面直角坐标
独立平面直角坐标
例： 有一国家控制点的坐标: x=3102467.280m ,y=19367622．380m， （1）该点位于6˚ 带的第几带？ （第19带） （2）该带中央子午线经度是多少？ （L。=6º×19-3º=111˚） （3）该点在中央子午线的哪一侧？
（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）
（距中央子午线132377.620m，距赤道310状相关概念
1、地球自然形体：是一个不规则的几何体，海洋面积约占地
球表面的71%。
2、水准面：静止的水面。
3、大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛
屿延伸所形成的闭合曲面。 4、大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形
精密测量课程设计
精密测量课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握精密测量的基本原理、方法和应用，培养学生进行精密测量工作的能力和团队协作精神。
知识目标：使学生了解精密测量的定义、分类和基本原理，掌握常用的精密测量方法和仪器使用，了解精密测量在工程中的应用。
技能目标：使学生能够独立进行精密测量工作，熟练操作精密测量仪器，掌握数据处理和误差分析的方法。
情感态度价值观目标：培养学生对精密测量工作的兴趣和热情，增强学生的创新意识和实践能力，培养学生团队协作和沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括精密测量的基本原理、常用测量方法和仪器、数据处理和误差分析、测量实验等。
1.精密测量的基本原理：包括测量定义、测量方法和测量坐标系等内容。
2.常用测量方法和仪器：包括长度测量、角度测量、距离测量等，以及相关仪器的使用。
3.数据处理和误差分析：包括数据的收集、整理、分析和处理，误差的来源、分类和减小方法等。
4.测量实验：进行实际操作，掌握测量仪器的使用和数据处理的方法。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、实验法、案例分析法和讨论法等。
1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握精密测量的基本原理和方法。
2.实验法：进行实际操作，使学生熟练掌握测量仪器的使用和数据处理的方法。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解精密测量在工程中的应用。
4.讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作和沟通交流的能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、实验设备、多媒体资料等。
1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识和实践指导。
2.实验设备：配置齐全的实验设备，确保学生能够进行实际操作。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，辅助学生理解和记忆课程内容。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等，评估学生的学习态度和课堂表现。
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课时：1课时教学目标：1. 了解测量学的定义、发展历程和在我国的应用。
2. 掌握测量学的分类和基本原理。
3. 培养学生对测量学的兴趣，提高学生的实践操作能力。
教学重点：1. 测量学的定义和发展历程。
2. 测量学的分类和基本原理。
教学难点：1. 测量学的分类和基本原理的理解。
2. 测量学的实际应用。
教学过程：一、导入1. 教师通过提问引导学生思考：什么是测量？测量在我们生活中有哪些应用？2. 学生回答问题，教师总结并引入课题。
二、新课讲授1. 测量学的定义（1）教师讲解测量学的定义：测量学是研究测量理论、测量方法和测量技术的科学。
（2）举例说明测量学的应用，如工程测量、大地测量、摄影测量等。
2. 测量学的发展历程（1）教师简要介绍测量学的发展历程，从古代的测量工具到现代的测量仪器。
（2）重点讲解我国测量学的发展历程，如古代的测量工具、明清时期的测量技术等。
3. 测量学的分类（1）教师讲解测量学的分类，包括工程测量、大地测量、摄影测量等。
（2）举例说明各类测量学的应用。
4. 测量学的基本原理（1）教师讲解测量学的基本原理，如测量误差、测量精度、测量方法等。
（2）举例说明基本原理在实际测量中的应用。
三、课堂练习1. 教师提出与测量学相关的问题，让学生进行思考和分析。
2. 学生回答问题，教师点评并总结。
四、总结与作业1. 教师对本节课的内容进行总结，强调重点和难点。
2. 布置作业：查阅资料，了解测量学在某一领域的应用。
教学反思：1. 本节课通过导入、新课讲授、课堂练习和总结与作业等环节，使学生对测量学有了初步的认识。
2. 在教学中，教师应注重启发式教学，引导学生主动思考，提高学生的实践操作能力。
3. 在今后的教学中，应进一步加强对测量学原理和应用的教学，提高学生的综合素质。
精密测量技术电子教案
精密测量技术电子教案第一章：精密测量技术概述1.1 精密测量技术的定义与重要性1.2 精密测量技术的应用领域1.3 精密测量技术的基本原理1.4 精密测量技术的发展趋势第二章：测量误差与数据处理2.1 测量误差的概念与分类2.2 测量误差的估计与分析2.3 数据处理的基本方法2.4 测量数据的优化与校准第三章：精密测量仪器与设备3.1 精密测量仪器的基本构成与分类3.2 常见精密测量仪器的工作原理与应用3.3 精密测量设备的选用与维护3.4 精密测量仪器的校准与检定第四章：长度测量与角度测量4.1 长度测量方法与仪器4.2 角度测量方法与仪器4.3 长度与角度测量误差分析4.4 长度与角度测量实例解析第五章：形状与位置误差测量5.1 形状误差测量方法与仪器5.2 位置误差测量方法与仪器5.3 形状与位置测量误差分析5.4 形状与位置测量实例解析第六章：表面质量测量技术6.1 表面质量的概念与分类6.2 表面粗糙度的测量方法与仪器6.3 表面缺陷的测量方法与仪器6.4 表面质量测量实例解析第七章：温度与湿度测量技术7.1 温度测量的原理与方法7.2 湿度测量的原理与方法7.3 温度与湿度测量仪器及其应用7.4 温度与湿度测量实例解析第八章：非接触式测量技术8.1 非接触式测量技术的原理与分类8.2 激光测量技术及其应用8.3 光电测量技术及其应用8.4 非接触式测量实例解析第九章：振动与噪声测量技术9.1 振动与噪声的概念及其危害9.2 振动与噪声的测量方法与仪器9.3 振动与噪声测量实例解析9.4 振动与噪声的控制与处理方法第十章：数据采集与信号处理10.1 数据采集的基本原理与方法10.2 信号处理的基本原理与方法10.3 数据采集与信号处理在精密测量中的应用10.4 数据采集与信号处理实例解析第十一章：光学测量技术11.1 光学测量技术的基本原理11.2 干涉测量技术及其应用11.3 光学三角测量技术及其应用11.4 光学测量技术实例解析第十二章：超声波测量技术12.1 超声波测量技术的基本原理12.2 超声波测量仪器及其应用12.3 超声波测量技术在工业中的应用12.4 超声波测量技术实例解析第十三章：电测量技术13.1 电测量技术的基本原理13.2 电流、电压、电阻的测量13.3 电测量仪器及其应用13.4 电测量技术实例解析第十四章：纳米测量技术14.1 纳米测量技术的基本原理14.2 纳米测量仪器及其应用14.3 纳米测量技术在材料科学中的应用14.4 纳米测量技术实例解析第十五章：精密测量技术综合应用15.1 精密测量技术在制造业中的应用15.2 精密测量技术在航空航天领域的应用15.3 精密测量技术在生物医学领域的应用15.4 精密测量技术在未来发展趋势中的作用重点和难点解析重点：1. 精密测量技术的基本原理及其在不同领域的应用。
测量学课件 第一章 绪论
第一章绪论第一节工程测量的任务和作用第二节地面点位的确定第三节测量三要素第四节用水平面代替水准面的限度第五节测量工作概述exit第一节工程测量的任务和作用一、测量学的一般概念测量学(Surveying)是测定地面点的空间位置，将地球表面地形和其它地理信息测绘成图，研究并确定地球形状和大小的科学。
工程测量是研究工程建设在勘测设计、施工过程和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
主要内容有：工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形观测和维修养护测量等。
第一节工程测量的任务和作用二、工程测量的任务和作用•测量学将地表物体分为地物和地貌,地物和地貌总称为地形(landform) 。
•地物(feature)：地面上天然或人工形成的物体，它包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等；•地貌(geomorphy)：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵和平原等。
• 1.测定(location)：使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地图。
• 2. 测设(setting-out)：将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。
•测绘科学在建筑类各专业的工作中有着广泛的应用。
例如：勘测设计、施工、竣工测量和对重要建筑物进行变形观测等。
第一节工程测量的任务和作用三、测量在国民经济建设中的应用1)城市规划、给排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设•①设计阶段——测绘各种比例尺地形图，供结构物平面及竖向设计使用；•②施工阶段——将设计建构物的平面位置•和高程在实地标定出来，作为施工的依据；•③工程完工后——测绘竣工图，供日后扩建、•改建、维修和城市管理用；•对某些重要建构筑物在建设中和建成后进行•变形观测，保证建筑物安全。
第一节工程测量的任务和作用2) 铁路、公路建设的测量工作①测绘路线附近地形图，在地形图上设计路线，将设计路线位置标定到地面。
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PrecisionMeasurementTechnology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3、小角度测量技术4、新型角度传感器4学时12学时6学时6学时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。
精密测量技术课程设计
精密测量技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解精密测量技术的基本概念，掌握不同测量仪器的原理和使用方法。
2. 学生能够掌握误差分析的基本原理，解释测量结果中的误差来源及影响。
3. 学生能够描述至少三种常见精密测量技术在日常生活中的应用。
技能目标：1. 学生能够正确使用精密测量工具进行实际操作，如电子天平、显微镜等，并准确读取数据。
2. 学生通过实际操作，掌握对测量数据进行处理和分析的基本技巧，能够进行简单的误差修正。
3. 学生能够运用批判性思维评价测量结果，设计简单的测量方案来解决具体问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对精密测量科学的兴趣，认识到测量技术在科学研究和国民经济发展中的重要性。
2. 学生通过小组合作完成测量任务，培养团队协作能力和尊重他人工作的态度。
3. 学生能够在实验过程中，体会到精确和严谨的科学态度，培养细心、耐心和责任心。
二、教学内容本课程以《物理实验技术》教材中“精密测量技术”章节为基础，教学内容包括：1. 精密测量技术基本原理：讲解精密测量的概念、特点及分类，重点分析电子天平、显微镜、干涉仪等测量仪器的工作原理。
2. 测量误差与数据处理：介绍误差的来源、分类及传递规律，教授学生如何对测量数据进行统计分析，掌握最小二乘法等数据处理方法。
3. 实践操作：组织学生分组进行实际操作，包括电子天平测量物体质量、显微镜观察微小物体、干涉仪测量光的波长等。
4. 测量技术在生活中的应用：分析讨论精密测量技术在工业生产、科学研究、生物医学等领域的具体应用案例。
教学大纲安排如下：第一课时：精密测量技术基本原理及测量误差概述第二课时：电子天平与显微镜的使用方法及注意事项第三课时：干涉仪的原理及实际操作演示第四课时：测量数据的处理与分析方法第五课时：测量技术在生活中的应用案例分析及小组讨论教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
(完整版)测量学(第五版)第1章绪论
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测量工作在工程建设中作用
测绘和采集表示各种地物和 地貌的形状、大小、位置等空 间几何数据，进行数字化管理， 提供工程设计所必要的地形信 息(地形图和地形数据)。
把设计的建筑物、大型设 备等按设计的形状、大小和位 置准确地在实地标定出来，才 能进行施工(称为测设或施工放 样，并贯穿于施工全过程)。
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世界屋脊 - 珠穆朗玛峰的高程测定
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用经纬仪作三角高程测量
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用水准仪作精密水准测量
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上述:三角高程测量和水准测量,都属 于几何大地测量，几何大地测量中还包 括三角测量和天文测量等。
天文测量研究测定恒星的坐标，以及 利用观测恒星确定地面点的大地位置(经 度、纬度、方位角)和十分精确的时间
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第一章 绪论
§1-1 测量学的任务与主要内容
一、测量学的产生
生产、生活的需要 城市建设、农田、水利建设等
交通运输的需要 物流运输、航空、航海、旅行等
军事的需要
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二、测量学的作用
(一) 测量学在生活上的作用
城 市 交 通 图
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上海市水系专题图
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同济校园图(四平路校本部)
用高科技测量手段标定国界，常在国 家间的领土争执中起到重要作用;也常以 对方出版的地图上对国境线的表示,作为 有利于己方的证据。
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(四) 测量学在工程建设中的作用
在工程建设的规划设计中，首先需要有 地形图。在修建工厂和居民点时，须要先 平整地基和设计房屋的放样。在建设城市 道路网（包括高架道路、地下铁道和桥梁)， 都需要用测量方法精确地定向,定位和定高 程。
第一章 精密测量技术概论
§1-1 精密测量的意义与发展 §1-2 测量的基本概念 §1-3 拟定测量方法时应考虑的几个问题 §1-4 §1-5 测量方法的选用实例 测量不确定度
教学目标：
第一章 精密测量技术概论
本章阐述精密测量的意义和测量技术 的发展，测量的基本概念、 的发展，测量的基本概念、拟定测量方案 时应考虑的一些主要因素；包括阿贝原则 时应考虑的一些主要因素； 和封闭原则， 和封闭原则，给出测量方案拟定的应用举 通过学习本章内容， 例。通过学习本章内容，使大家对精密测 量技术有一个概貌的了解， 量技术有一个概貌的了解，为学习后面章 节的内容奠定基础。 节的内容奠定基础。
§1-2 测量的基本概念
第一章 精密测量技术概论
(4)按工件上 (4)按工件上 被测参数多少分类 单项测量：对工件上的各被测量进行独立测量 单项测量：对工件上的各被测量进行独立测量 综合测量: 综合测量: 检测零件几个参数的综合效应 (5)、按测量在工艺过程中所起作用分类 在加工过程中进行的测量。 主动测量 在加工过程中进行的测量 。 其测 量结果直接用来控制零件的加工过程 加工完成后进行的测量。 被动测量 加工完成后进行的测量 。 其结果 仅用于发现并剔除废品， 所以被动测量又称消 仅用于发现并剔除废品 ， 极测量。 极测量。
L = Ku
此式测量的基本方程式。它说明被测值 等于所采 此式测量的基本方程式。它说明被测值L等于所采 用的长度单位u与测量比值 的乘积。 与测量比值K的乘积 用的长度单位 与测量比值 的乘积。如游标卡尺测轴
d = 10.62mm
Hale Waihona Puke §1-2 测量的基本概念第一章 精密测量技术概论
一个完整的测量过程应包含被测对象 、 一个完整的测量过程应包含 被测对象、 计量 被测对象 单位、 测量方法（含测量器具）和测量精度等 单位、 测量方法（含测量器具） 和测量精度等 四个要素。 四个要素。
精密测量理论与技术基础第1章 绪论
第一章 绪 论
二、精密测量技术及仪器发展的若干趋势
二、精密测量技术及仪器发展的若干趋势
2.1 测量精度亚纳米量级，测量尺度纳米量级
机械加工精度发展
0.7nm-0.8nm
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二、精密测量技术及仪器发展的若干趋势
大口径光学元件形面的高精度测量
45nm光刻机使用的浸没透镜
➢口径：300mm ➢波长：193nm ➢数值孔径：大于1 ➢镜片数量：40-60片
专业知识
各种测量技术、测控系统智能化、自动化、网络化、集成 化设计，现代新技术的集成应用等
精密测量理论与技术基础课程目标
➢ 测量的基本概念、测量标准、量值传递与溯源； ➢ 各种测量方法，测量系统的组成及其静动态特性； ➢ 误差理论、测量不确定度的评定方法及相关的数据处
理方法。 ➢ 掌握各种被测量的基本概念、常用测量方法、各种方
第一章 绪 论
一、计量学基础知识
测量、计量的国内外术语定义对比
➢ JJF1001－2011《通用计量术语及定义》
✓ 测量（measurement）： 通过实验获得并可合理赋予某量一个
或多个量值的过程。
✓ 计量（？）：实现单位统一、量值准确可靠的活动（中国特色，
习惯上唯有计量部门从事的测量才被称作“计量”）
ZEISS Starlith 1700i 浸没物镜
单片透镜（最大口径达 到300mm）的面形精度要 求达到1nm
数十片透镜的装配精度 在纳米量级
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二、精密测量技术及仪器发展的若干趋势
最小粒子探测的发展
基本粒子的尺度
第一张原子分辨STM 图像（1983，Binnig & Rohrer）Si(111)表 面的7×7重构
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《精密量测学》第一章绪论教案（2学时）
第一章绪论
一、课程的研究对象（5min）
机械设计和制造中的几何量公差配合（简称公差配合与检测技术。
二、基本概念（40min）
1几何量与几何量公差
1.1几何要素与几何量
几何要素－－形成机械零件几何特征的点、线、面。
1.2 几何量公差
几何量公差（简称公差）－－零件几何参数的允许变动量。
由设计者提出，并标注在零件图上作为技术要求。
2.互换性及其实现
2.1互换性概念
互换性：一种产品、过程或服务替代另一产品、过程或服务能满足同样要求的性能。
机器零件的互换性：
同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。
2.3 互换性的实现
加工误差控制在规定的公差范围内。
互换性由公差保证。
3. 标准化及优先数系
3.1 标准化
标准：
是对重复性事物（产品，零、部件）和概念（术语、规则、代号和量值）所作的统一规定。
标准化：
标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程。
3.2 优先数系—数值标准化
①数值标准化的意义
优先数系的基本系列
R5： 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00
R10：1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00
R20：1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15
3.55
4.00 4.50
5.00 5.60
6.30
7.10
8.00
9.00 10.00
例题
例1-1 某机床的主轴转速为50、63、80、100、125、…单位为r/min，它们属哪个系列？解：属R10系列。
例1-2 表面粗糙度Ra的基本系列为：0.0125、0.025、0.050、0.100、0.200、…单位为µm，它们属于哪个系列？
解：它们属于派生系列R10/3，为倍数系列。
三课程的内容结构和任务要求（15min）
1 课程的内容结构
第一部分……………第1章绪论
第二部分…公差技术…第3章公差与配合
基础第4章形位公差
第5章表面粗糙度
第6章圆锥与角度公差
第7章尺寸链
第三部分…检测技术…第2章测量技术基础
第8章光滑极限量规设计
2 课程的任务要求
1.掌握公差与配合的基本概念及有关的基本术语和定义
2.基本掌握本课程中几何量公差标准的基本内容、特点和应用原则；
3.初步学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合.即进行精度设计，并能正确地标注到图样上；
4.基本掌握一般几何参数测量的基础知识；
5.了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具。
小结（10min）
1.互换性的含义及意义：
同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性。
互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则，是我们在设计、制造中必须遵循的。
既便是采用修配法保证装配精度的单件或小批量生产的产品（此时零、部件没有互换性）也必须遵循互换性原则。
2. 实现互换性的前提
标准化是实现互换性的前提。
只有按一定的标准进行设计和制造，并按一定的标准进行检验，互换性才能实现。
3. 优先数系
由一系列十进制等比数列构成，代号Rr。
优先数系中的每个数都是一个优先数。
每个优先数系中，相隔r项的末项与首项相差10倍；每个十进制区间中各有r个优先数。
4.标准化的意义
组织现代化生产的重要手段之一，实现专业化协作生产的前提，实现互换性生产的基础。
课堂练习题（10min）
判断下列说法是否正确
不经挑选和修配就能互相替换、装配的零件，就是具有互换性的零件。
互换性原则只适用于大批量生产。
不一定在任何情况下都要按完全互换性的原则组织生产。
为了实现互换性，零件的公差规定的越小越好。
国家标准中强制性标准是必须执行的，而推荐性标准执行与否无所谓。
企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。
课后习题
课本P5页1-1、2、3、4、5
下次课提问。