长度计量第三章 长度计量基础知识
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2.角度---如平面角、圆分度、空间位置角、锥度 3.表面形状和位置误差 4.表面粗糙度 5.角度和长度的复合工程参量
§2 米的定义及其发展
一、米的演变
1790年 法国科学院受法国国会委托，提出“米”制建议。 1791年，以通过巴黎的子午线的四千万分之一作为一米， 1799年法国制造了一只铱合金矩形的金属米尺-----档案米尺 十九世纪后期，国际计量局定制了30只横截面积为X形 的铂铱合金的米原器复制品，它的长度与档案米尺相等。 1899年召开第一届国际计量大会，批准了经过测量选定 的其中No.VI作为国际长度基准---国际米原器，称国际 米。 1927年第七届国际计量大会规定了国际米的定义是：米是
在检定和测试中遵守阿贝原则可以提高测量的准确度， 违反阿贝原则会产生的一次测量误差，这种因违反阿贝 原而产生的一次测量误差叫做阿贝误差。
阿贝原则：举例说明
如图所示，干分尺的测微螺杆和被测物处在一条直线上， 符合阿贝原则，因测量轴线倾斜所产生的误差L为： 因为很小， ，L属二阶误差，可以忽略小计。
L L L cos 1 L 2
•§3 长度计量的基本原则
一、阿贝原则 二、圆周封闭原则 三、变形最小原则 四、最短测量连原则 五、基准统一原则
一、阿贝原则
被测量的测量轴线与标准量的测量轴线相重合或在其延 长线上，称为阿贝原则。
阿贝原则是长度计量的基本原则，其意义在于它避免了 测量时因直线度误差或测量轴线倾斜等因素引起的一次 测量误差而只存在二次微小误差。
国际计量局保存的国际米原器上两端刻线的中间刻线的轴 线在0°C时的距离
1960年第十一届国际计量大会通过了米的新定义： 米的长度等于氪-86原子的2P10和5d5能级之间跃迁 所对应的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
二、现行米的定义 1983年10月第十七届国际计量大会通过的米的新定义为： 米是在真空中在（1/299792458）秒的时间间隔内所经路 径的长度。
光谱灯辐射的任一种来复现。（ He-Ne、Hg 、 Kr等）
2．新定义的特点
(1)新定义建立在真空中光速值 c＝299 792 458 m／s这一基本物理常数的基 础之上。这一特点使得复现米的不确定度不受某种基本物质性能的限制。
(2)将米的定义与单位的复现方法这两者区分开来。这一特点使复现米的准确 度不受定义本身的限制。
(2)规定米定义的3种复现方法
①用于天文、大地等测量工作的复现方法 根据 l=c t 关系式，由测出的时间t与给定的光速值 c复现长度值 l；
②用于实验室计量测试工作的复现方法 根据入＝c／f 关系式，由测出的频率 f 与给定的光速值 c复现长度值 l；
③用于一般测量工作的复现方法 直接使用米定义咨询委员会推荐使用的5种激光辐射和2类同位素
对应于氪-86原子在2P10和5d5能级之间跃迁所对 应的辐射
汞-198和镉-114原子的辐射
长度单位的发展：
1790年，档案米尺
巴黎 北极-赤道 地球子午线/1000万
1880年，国际米原器 铂铱合金的高精度米尺第6号尺（30多根）
当时米的定义为：米的长度等于在冰点温度下， 米原器两端刻线间的距离。
第三章 长度计量基础知识
主要内容
• §1 长度计量的任务和内容 • §2 米的定义及其发展 • §3 长度计量的基本原则 • §4 影响长度测量准确度的主要因素 • §5 常用的几种测量方法 • §6 长度计量中的几种常用方法 • §7 长度计量技术的新发展
§1 长度计量的任务和内容
一、长度计量的主要任务
1960年，光波波长 1983年，新定义
米定义为：米的长度等于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的 165 0763.73倍。
激光技术：单色性好、方向性好、光强大
1、新定义的内容
(1)关于米定义的决议
①米是光在真空中在1/299 792 458 s 的时间间隔内所行进的路程长度。 ②废除1960年10月第11届国际计量大会批准建立在86K r原子的2p10和5d5能级 间跃迁基础上的米定义。
(3)新定义不仅废除了长度计量的自然基准，而且还废除了单一的长度计量基 准。这特点使得复现米的不确定度不受某一基准本身准确度的限制。
(4)在目前（当时）条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位。这 一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变。
长度的量值传递
量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检 定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器）， 并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的 量值准确一致的方式”。 我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱线向下 传递，有两个平等的系统，即端面量具（量块）和刻线 量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。
角度的量值传递
角度基准与长度基准有本质的区别。角度的自然基准是客 观存在的，不需要建立，因为一个整圆所对应的圆心角是 定值（2πrad或360°）。因此，将整圆任意等分得到的 角度的实际大小，可以通过各角度相互比较，利用圆周角 的封闭性求出，实现对角度基准的复现。 为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准 。
研究和确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、 标准；建立长度各项计量检定系统，组织量值传递； 开展计量检定与修理，保证量值的准确一致；研究新的 长度计量长度计量的新领域
二、长度计量包括的内容
1.长度尺寸---如端度、轴径、坐标尺寸、线纹间尺寸、 箱体结构尺寸
三、米定义的复现方法 1.用于天文测量、大地测量的复现方法
L=ct 2.用于实验室计量工作的复现方法 由所测得频率与固定光速值来复现波长值 3.用于一般测量的复现方法 用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光辐射和两 类同位素的任意一种来复现。
(1)甲烷吸收稳频的氦氖激光辐射 (2)碘吸收稳频的染料激光或1.15微米的氦氖激光的 倍频辐射 (3)碘吸收稳频的氦氖激光辐射 (4)碘吸收稳频的氩离子激光辐射 (5)两类同位素光谱灯辐射
§2 米的定义及其发展
一、米的演变
1790年 法国科学院受法国国会委托，提出“米”制建议。 1791年，以通过巴黎的子午线的四千万分之一作为一米， 1799年法国制造了一只铱合金矩形的金属米尺-----档案米尺 十九世纪后期，国际计量局定制了30只横截面积为X形 的铂铱合金的米原器复制品，它的长度与档案米尺相等。 1899年召开第一届国际计量大会，批准了经过测量选定 的其中No.VI作为国际长度基准---国际米原器，称国际 米。 1927年第七届国际计量大会规定了国际米的定义是：米是
在检定和测试中遵守阿贝原则可以提高测量的准确度， 违反阿贝原则会产生的一次测量误差，这种因违反阿贝 原而产生的一次测量误差叫做阿贝误差。
阿贝原则：举例说明
如图所示，干分尺的测微螺杆和被测物处在一条直线上， 符合阿贝原则，因测量轴线倾斜所产生的误差L为： 因为很小， ，L属二阶误差，可以忽略小计。
L L L cos 1 L 2
•§3 长度计量的基本原则
一、阿贝原则 二、圆周封闭原则 三、变形最小原则 四、最短测量连原则 五、基准统一原则
一、阿贝原则
被测量的测量轴线与标准量的测量轴线相重合或在其延 长线上，称为阿贝原则。
阿贝原则是长度计量的基本原则，其意义在于它避免了 测量时因直线度误差或测量轴线倾斜等因素引起的一次 测量误差而只存在二次微小误差。
国际计量局保存的国际米原器上两端刻线的中间刻线的轴 线在0°C时的距离
1960年第十一届国际计量大会通过了米的新定义： 米的长度等于氪-86原子的2P10和5d5能级之间跃迁 所对应的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
二、现行米的定义 1983年10月第十七届国际计量大会通过的米的新定义为： 米是在真空中在（1/299792458）秒的时间间隔内所经路 径的长度。
光谱灯辐射的任一种来复现。（ He-Ne、Hg 、 Kr等）
2．新定义的特点
(1)新定义建立在真空中光速值 c＝299 792 458 m／s这一基本物理常数的基 础之上。这一特点使得复现米的不确定度不受某种基本物质性能的限制。
(2)将米的定义与单位的复现方法这两者区分开来。这一特点使复现米的准确 度不受定义本身的限制。
(2)规定米定义的3种复现方法
①用于天文、大地等测量工作的复现方法 根据 l=c t 关系式，由测出的时间t与给定的光速值 c复现长度值 l；
②用于实验室计量测试工作的复现方法 根据入＝c／f 关系式，由测出的频率 f 与给定的光速值 c复现长度值 l；
③用于一般测量工作的复现方法 直接使用米定义咨询委员会推荐使用的5种激光辐射和2类同位素
对应于氪-86原子在2P10和5d5能级之间跃迁所对 应的辐射
汞-198和镉-114原子的辐射
长度单位的发展：
1790年，档案米尺
巴黎 北极-赤道 地球子午线/1000万
1880年，国际米原器 铂铱合金的高精度米尺第6号尺（30多根）
当时米的定义为：米的长度等于在冰点温度下， 米原器两端刻线间的距离。
第三章 长度计量基础知识
主要内容
• §1 长度计量的任务和内容 • §2 米的定义及其发展 • §3 长度计量的基本原则 • §4 影响长度测量准确度的主要因素 • §5 常用的几种测量方法 • §6 长度计量中的几种常用方法 • §7 长度计量技术的新发展
§1 长度计量的任务和内容
一、长度计量的主要任务
1960年，光波波长 1983年，新定义
米定义为：米的长度等于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的 165 0763.73倍。
激光技术：单色性好、方向性好、光强大
1、新定义的内容
(1)关于米定义的决议
①米是光在真空中在1/299 792 458 s 的时间间隔内所行进的路程长度。 ②废除1960年10月第11届国际计量大会批准建立在86K r原子的2p10和5d5能级 间跃迁基础上的米定义。
(3)新定义不仅废除了长度计量的自然基准，而且还废除了单一的长度计量基 准。这特点使得复现米的不确定度不受某一基准本身准确度的限制。
(4)在目前（当时）条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位。这 一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变。
长度的量值传递
量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检 定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器）， 并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的 量值准确一致的方式”。 我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱线向下 传递，有两个平等的系统，即端面量具（量块）和刻线 量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。
角度的量值传递
角度基准与长度基准有本质的区别。角度的自然基准是客 观存在的，不需要建立，因为一个整圆所对应的圆心角是 定值（2πrad或360°）。因此，将整圆任意等分得到的 角度的实际大小，可以通过各角度相互比较，利用圆周角 的封闭性求出，实现对角度基准的复现。 为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准 。
研究和确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、 标准；建立长度各项计量检定系统，组织量值传递； 开展计量检定与修理，保证量值的准确一致；研究新的 长度计量长度计量的新领域
二、长度计量包括的内容
1.长度尺寸---如端度、轴径、坐标尺寸、线纹间尺寸、 箱体结构尺寸
三、米定义的复现方法 1.用于天文测量、大地测量的复现方法
L=ct 2.用于实验室计量工作的复现方法 由所测得频率与固定光速值来复现波长值 3.用于一般测量的复现方法 用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光辐射和两 类同位素的任意一种来复现。
(1)甲烷吸收稳频的氦氖激光辐射 (2)碘吸收稳频的染料激光或1.15微米的氦氖激光的 倍频辐射 (3)碘吸收稳频的氦氖激光辐射 (4)碘吸收稳频的氩离子激光辐射 (5)两类同位素光谱灯辐射