精密和超精密加工技术第五章-精密测量
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2020/12/30
第3节 测量平台
二、测量平台的支承
三、测量平台的本身的精度检验
常用三块平台轮流对研，找出凸起进行刮研，直到接触斑点分布均匀。对 高精度测量平台用电子水平仪、自准直光管或双频激光干涉仪，测出平台 的水平倾角，经过数据处理，可得到平台各处不平面度误差的具体数值。
2020/12/30
的照射下，两者之间形成等厚干涉
条纹，然后读出条纹弯曲度a及相
邻两条纹的间距b值，被测表面的 直线度误差为 。条ba 2纹向外弯， 表面是凸的，反之，则表面是凹的。
2020/12/30
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
1）干涉法
用平晶测平尺的直线度
对于较长的研磨表面，如研磨平尺，可采用圆形平晶进 行分段测量，即所谓3点连环干涉法测量。若被测平尺长 度为200mm，则可选用Φ100mm的平晶，将平尺分成4 段进行测量，每次测量以两端点连线为准，测出中间的偏 差。测完一次，平晶向前移动50mm（等于平晶的半径）。 然后通过数据处理，得出平尺的直线度误差。
2020/12/30
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
1）干涉法举例
测量数据
2020/12/30
数据处理
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
2）跨步仪法
原理：以两支承点的连线作为理想 直线测量第三点相对于此连线的偏 差。测量前，把此装置放在高精度 平尺或平板上，将指示表的示值调 整为零，然后将测量装置放置在被 测面上进行测量，每次移动一个l 距离，读取一个读数。移动时，前 次的测点位置，就是后次测量的前 支承点位置，如此依次逐段测完全 长，最后数据处理，即可求出被测 件的直线度误差。
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
1.线差法
线差法的实质是：用模拟法建立理想直线，然后把被测实 际线上各被测点与理想直线上相应的点相比较，以确定实际 线各点的偏差值，最后通过数据处理求出直线度误差值。
1）干涉法
等厚干涉条纹
对于小尺寸精密表面的直线度误差。
把平晶置于被测表面上，在单色光
2020/12/30
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
3）光轴法
2020/12/30
Baidu Nhomakorabea
测微准直望远镜或自准直仪发出的 光线为理想直线，测出被测直线相对 于该理想直线的偏差值，经数据处理 求出被测线的直线度误差。
测量步骤：
1）将被测线两端点连线调整到与光 轴测量基线大致平行；
2020/12/30
第1节 精密测量技术概述
一、精密测量的意义
精密测量技术是机械工业发展的基础和先决条件之一。由 于有了千分尺类量具，使加工精度达到了0.01mm，有了测 微比较仪，使加工精度达到了1µm左右；有了圆度仪等精 密测量一起，使加工精度达到了0.1µm；有了激光干涉仪， 使加工精度达到了0.01µm。
既圆柱端面规后又制成步距规，英制的步距规每一步 距的增量为1in（全长18和16in），公制的步距规每一 步距的增量为30mm（全长480mm）。全长步距的误 差不超过0.05µm。
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第3节 测量平台
一、测量平台的选择
1.平台精度等级 测量平台采用00或0级，生产中使用的平台的测量表面 多数为矩形，长宽比约为4：3，高精度的平台采用正方 形台面，平面度达到0.6µm。 2.平台结构 多数采用箱式结构，扁平的箱中有加强筋支承。 3.测量平台的材料 铸铁或花岗岩
1983年11月第17届国际计量大会上，批准了米的最新定义。 新定义的内容：米是光在真空中在1/299 792 458 s的时间 间隔内所进行的路程长度。
2020/12/30
第2节 长度基准
二、量块的检定
量块是由两个平行的测量面之间的距离来确 定其工作长度的高精度量具，其长度为计量器 具的长度标准。按JJG2056－1990《长度计量 器具（量块部分）检定系统》的规定，量块分 为00、0、K、1、2、3六级。我国对各类量块 的检定按JJG146-1994进行。
为了使用上的需要常将各级精度的量块进行 检定，得到量块的实际长度，将检定量块长度 实际值的测量极限误差作为误差处理。
2020/12/30
第2节 长度尺寸测量
三、工厂自己专用的长度基准
美国穆尔公司经过实践和反复研究，采用圆柱端面规 作为长度基准。外圆柱面可磨到很高圆柱度，水平放在 V形支架内，可旋转以校验端面和外圆柱面的垂直度， 容易达到两端面的高度平行。
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第1节 精密测量技术概述
一、精密测量的发展
1.极高精度测量方法的测量仪器的发展 2.精密在线自动测量技术的发展 3.测量数据的自动采集处理技术的发展
三、精密测量的的环境条件
1.恒温条件 2.隔振条件 3.气压、自重、运动加速度和其他环境条件
四、量具和量仪材料的选择
1.根据材料热膨胀系数选择 2.根据材料的稳定性和耐磨性选择
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第2节 长度基准
一、长度基准和米定义
米制是18世纪法国最早提出的，“以经过巴黎的地球子午线 自北极至赤道这一段弧长的一千万分之一为一米”。1880年国 际计量局又制作了30多根铂铱合金的高精度米尺——国际米原 器。
1960年10月14日在巴黎通过用氦Kr86在真空中的波长作为长 度基准：1m＝1650763.73xKr86的波长。
目前在基础工业的某些领域，精密测量已成为不可分割的 重要组成部分。在电子工业部门，精密测量技术也被提到从 未有过的高度。例如制造超大规模集成电路，目前半导体工 艺的典型线宽为0.25µm，正向0.18µm过渡，2009年的预 测线宽是0.07µm。此外，在高纯度单晶硅的晶格参数测量 中，以及对生物细胞、空气污染微粒、石油纤维、纳米材料 等基础研究中，无不需要精密测量技术。
Precision and ultraprecision machining
精密和超精密加工技术
2020/12/30
姜春晓 2005年9月
第5章 精密加工中的测量技术
5.1 精密测量技术概述 5.2 长度基准 5.3 测量平台 5.4 直线度、平面度和垂直度的测量 5.5 角度和圆分度的测量 5.6 圆度和回转精度的测量 5.7 激光测量
第3节 测量平台
二、测量平台的支承
三、测量平台的本身的精度检验
常用三块平台轮流对研，找出凸起进行刮研，直到接触斑点分布均匀。对 高精度测量平台用电子水平仪、自准直光管或双频激光干涉仪，测出平台 的水平倾角，经过数据处理，可得到平台各处不平面度误差的具体数值。
2020/12/30
的照射下，两者之间形成等厚干涉
条纹，然后读出条纹弯曲度a及相
邻两条纹的间距b值，被测表面的 直线度误差为 。条ba 2纹向外弯， 表面是凸的，反之，则表面是凹的。
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第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
1）干涉法
用平晶测平尺的直线度
对于较长的研磨表面，如研磨平尺，可采用圆形平晶进 行分段测量，即所谓3点连环干涉法测量。若被测平尺长 度为200mm，则可选用Φ100mm的平晶，将平尺分成4 段进行测量，每次测量以两端点连线为准，测出中间的偏 差。测完一次，平晶向前移动50mm（等于平晶的半径）。 然后通过数据处理，得出平尺的直线度误差。
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第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
1）干涉法举例
测量数据
2020/12/30
数据处理
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
2）跨步仪法
原理：以两支承点的连线作为理想 直线测量第三点相对于此连线的偏 差。测量前，把此装置放在高精度 平尺或平板上，将指示表的示值调 整为零，然后将测量装置放置在被 测面上进行测量，每次移动一个l 距离，读取一个读数。移动时，前 次的测点位置，就是后次测量的前 支承点位置，如此依次逐段测完全 长，最后数据处理，即可求出被测 件的直线度误差。
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
1.线差法
线差法的实质是：用模拟法建立理想直线，然后把被测实 际线上各被测点与理想直线上相应的点相比较，以确定实际 线各点的偏差值，最后通过数据处理求出直线度误差值。
1）干涉法
等厚干涉条纹
对于小尺寸精密表面的直线度误差。
把平晶置于被测表面上，在单色光
2020/12/30
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
3）光轴法
2020/12/30
Baidu Nhomakorabea
测微准直望远镜或自准直仪发出的 光线为理想直线，测出被测直线相对 于该理想直线的偏差值，经数据处理 求出被测线的直线度误差。
测量步骤：
1）将被测线两端点连线调整到与光 轴测量基线大致平行；
2020/12/30
第1节 精密测量技术概述
一、精密测量的意义
精密测量技术是机械工业发展的基础和先决条件之一。由 于有了千分尺类量具，使加工精度达到了0.01mm，有了测 微比较仪，使加工精度达到了1µm左右；有了圆度仪等精 密测量一起，使加工精度达到了0.1µm；有了激光干涉仪， 使加工精度达到了0.01µm。
既圆柱端面规后又制成步距规，英制的步距规每一步 距的增量为1in（全长18和16in），公制的步距规每一 步距的增量为30mm（全长480mm）。全长步距的误 差不超过0.05µm。
2020/12/30
第3节 测量平台
一、测量平台的选择
1.平台精度等级 测量平台采用00或0级，生产中使用的平台的测量表面 多数为矩形，长宽比约为4：3，高精度的平台采用正方 形台面，平面度达到0.6µm。 2.平台结构 多数采用箱式结构，扁平的箱中有加强筋支承。 3.测量平台的材料 铸铁或花岗岩
1983年11月第17届国际计量大会上，批准了米的最新定义。 新定义的内容：米是光在真空中在1/299 792 458 s的时间 间隔内所进行的路程长度。
2020/12/30
第2节 长度基准
二、量块的检定
量块是由两个平行的测量面之间的距离来确 定其工作长度的高精度量具，其长度为计量器 具的长度标准。按JJG2056－1990《长度计量 器具（量块部分）检定系统》的规定，量块分 为00、0、K、1、2、3六级。我国对各类量块 的检定按JJG146-1994进行。
为了使用上的需要常将各级精度的量块进行 检定，得到量块的实际长度，将检定量块长度 实际值的测量极限误差作为误差处理。
2020/12/30
第2节 长度尺寸测量
三、工厂自己专用的长度基准
美国穆尔公司经过实践和反复研究，采用圆柱端面规 作为长度基准。外圆柱面可磨到很高圆柱度，水平放在 V形支架内，可旋转以校验端面和外圆柱面的垂直度， 容易达到两端面的高度平行。
2020/12/30
第1节 精密测量技术概述
一、精密测量的发展
1.极高精度测量方法的测量仪器的发展 2.精密在线自动测量技术的发展 3.测量数据的自动采集处理技术的发展
三、精密测量的的环境条件
1.恒温条件 2.隔振条件 3.气压、自重、运动加速度和其他环境条件
四、量具和量仪材料的选择
1.根据材料热膨胀系数选择 2.根据材料的稳定性和耐磨性选择
2020/12/30
第2节 长度基准
一、长度基准和米定义
米制是18世纪法国最早提出的，“以经过巴黎的地球子午线 自北极至赤道这一段弧长的一千万分之一为一米”。1880年国 际计量局又制作了30多根铂铱合金的高精度米尺——国际米原 器。
1960年10月14日在巴黎通过用氦Kr86在真空中的波长作为长 度基准：1m＝1650763.73xKr86的波长。
目前在基础工业的某些领域，精密测量已成为不可分割的 重要组成部分。在电子工业部门，精密测量技术也被提到从 未有过的高度。例如制造超大规模集成电路，目前半导体工 艺的典型线宽为0.25µm，正向0.18µm过渡，2009年的预 测线宽是0.07µm。此外，在高纯度单晶硅的晶格参数测量 中，以及对生物细胞、空气污染微粒、石油纤维、纳米材料 等基础研究中，无不需要精密测量技术。
Precision and ultraprecision machining
精密和超精密加工技术
2020/12/30
姜春晓 2005年9月
第5章 精密加工中的测量技术
5.1 精密测量技术概述 5.2 长度基准 5.3 测量平台 5.4 直线度、平面度和垂直度的测量 5.5 角度和圆分度的测量 5.6 圆度和回转精度的测量 5.7 激光测量