精密计量与测试
精密测量
什么是CMM？三坐标测量机（CMM）的发展概况及其基本组成2007-03-26 14:20三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining，简称CMM）是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。
它的出现，一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。
1960年，英国FERRANTI公司研制成功世界上第一台三坐标测量机，到20世纪60年代末，已有近十个国家的三十多家公司在生产CMM，不过这一时期的CMM尚处于初级阶段。
进入20世纪80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三丰、SIP、FERRANTI、MOORE等为代表的众多公司不断推出新产品，使得CMM的发展速度加快。
现代CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反求工程。
目前，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。
图三坐标测量机的组成1—工作台 2—移动桥架 3—中央滑架 4—Z轴 5—测头 6—电子系统现代精密测量技术现状及发展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。
三坐标测量机（CMM）是适应上述发展趋势的典型代表，它几乎可以对生产中的所有三维复...现代精密测量技术一门集光学、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。
精密测量技术论文（2）
精密测量技术论文(2)精密测量技术论文篇二精密测量技术实验室建设与应用探讨【摘要】随着制造业不断朝着精密化、快速化的方向发展，对零件的检测也提出了越来越高的要求。
本文针对当前迅猛发展的精密检测技术，遵循与企业实际紧密结合的原则，深入企业进行调研。
将精密测量技术实验室的建设与企业实际紧密结合起来，使得我们培养出来的学生毕业即可上岗，既具有很好的动手操作能力，又有一定的理论知识，能够很好地满足企业的需求。
【关键词】精密测量三坐标测量机逆向工程先进制造技术的发展日新月异，使得未来制造业发展的主要趋势是向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化、网络化、虚拟化的方向发展[1]。
精密测试技术就要适应这种发展，它在机械学科中的作用是：为先进制造业服务，担负起质量技术保证的重任。
作为专门为企业输送高技能人才的职业院校，我院积极调研企业生产需求，新成立了精密测量技术这一专业。
2009年5月，我院以精密测量技术实验室的建设为基础，经过一年的实践与研究，实验室建设已经完成，取得了一定的成绩，在总结研究成果的基础上，我们提出如下报告。
1 研究背景2009年，我校机电工程系针对当前就业形势及企业需求，新开设精密测量技术这一专业。
根据该专业课程设置，遵循与企业紧密合作的原则，以就业为导向，建立精密测量技术实验室。
该实验室主要承担我院学生零件检测及相关课程的实验教学。
使学生在掌握常用量具的前提下，学会利用各种高精密仪器(如三坐标测量机等)测量复杂零件及高精度零件的方法。
同时，该实验室还可用于本校老师及学生进行教学研究、对外高技能人才的培训、校企合作进行企业零件的鉴定等业务。
2 研究思路本课题的研究明确定位于高水平精密测量实验室的建设，旨在培养适应企业需求的、具有一定设计能力的高技能人才。
主要遵循以下研究思路：(1)由学院相关领导和机电工程系领导及相关教师成立课题组开展本课题的研究;(2)课题组成员通过调研，紧密联系企业生产现状，共同探讨精密测量技术实验室教学与装备的思路与途径，做好实验室装备规划工作;(3)采用教师培训与实验研究同步进行的工作模式;(4)充分利用各种资源，建立科研、教学、培训集成一体的实验室。
高压气体声速精密测量系统的研制与测试
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｎｄ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ
原理， 建立了国内首套可测量至高压（ ６ Ｍ Ｐ ａ ） 的精密声速测量系统 ， 解决了高压气体声速测量的关键问题 ， 极大拓展了国内已有实验系 统的测量范围（ １ ＭＰ ａ ） ， 也是 国际上首次将圆柱声学共鸣腔应用于 １ Ｍ Ｐ ａ以上而且测量不确定度达到 ０ ． ０ １ ％的成功尝试。新建立的实 验系统包括声学圆柱共鸣腔及耐高压压力舱 、 频率测量 系统、 温度测量系统 、 高压压力测量系统 、 高压进气及真空系统。实验测试结果 显示 ， 新系统的声速测量不确定度小于 ０ ． ０ １ ％， 可应用于温度从 ２ ２ ０ Ｋ至 ４ ４ ０ Ｋ， 压力高达 ６ Ｍ Ｐ ａ 的气体声速测量 。 关键词 ： 圆柱定程干涉法 ； 气相声速 ； 精密测量
ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ａ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ， ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ（ １ ＭＰ ａ ）ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ
ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｔ ｏ ｒ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉｒ ｆ ｓ ｔ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ — ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ａ ｎ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｔ ｈｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｕ ｐ ｔ ｏ ６ＭＰａ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｍｅ ａ ｓ —
测控技术与仪器专业考研方向
测控技术与仪器专业考研方向测控技术与仪器专业考研方向每年测控技术与仪器专业的同学在面临考研方向选择的时候，测控技术与仪器专业考研方向有哪些都是同学们十分关心的问题，以下为大家整理的测控技术与仪器专业考研方向，希望对大家有所帮助。
测控技术与仪器专业考研方向1：仪器科学与技术仪器科学与技术考研专业是一个光、机、电、计算机一体化的宽口径专业。
具有很强的适应能力和广泛的发展空间。
毕业后就业选择余地大。
就业前景很好。
每年也有30％以上进入国内外研究生队伍继续深造外，大部分被电子信息、高新技术产业等部门的三资企业、公司和研究部门所录用。
仪器科学与技术专业考研研究方向：01、光机电一体化技术研究02、近代光学与光电检测技术及仪器研究03、光电信息传感与处理技术04、精密测试与计量仪器科学与技术专业考研推荐院校：清华大学、北京工业大学、北京航空航天大学、北京理工大学、北京科技大学、中国地质大学（北京）、北京航空精密机械研究所、北京长城计量测试技术研究所、中国航天科工集团第二研究院、中国空间技术研究院（航天五院）、中国计量科学研究院、天津大学、河北大学、河北工业大学、燕山大学、长春理工大学、东北电力大学、长春工业大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨理工大学、哈尔滨工程大学。
测控技术与仪器专业考研方向2：测试计量技术及仪器1、研究方向01 现代传感技术与智能化仪器；02 状态监测与虚拟仪器；03 精密测试与质量工程；04 测试技术与智能化仪器；05 精密仪器设计；06 传感与测试技术。
2、培养目标本专业主要培养能从事测试理论与测试技术、现代传感技术及系统、光电检测技术及系统、信号分析与处理、动态测试、监控与故障诊断技术、机器视觉技术、计算机辅助测控技术等方面工作的高级专业技术人才。
3、专业特色测试计量技术及仪器专业是一门涉及数学、物理学、精密机械、传感器技术、计算机自动控制技术、信息及通讯技术等学科交叉的新兴学科。
它是有机融合而形成的综合性学科。
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。
精密测量技术基础
随着科技的不断进步，精密测量技术不断 发展，出现了许多高精度测量仪器和方法 ，如激光干涉仪、原子干涉仪等。
精密测量技术的应用领域
电子工程
用于测量电子元件、电路板等 参数，保证电子产品性能。
计量测试
用于测量各种物理量，保证计 量测试的准确性和可靠性。
机械制造
用于测量机械零件的尺寸、形 状、位置等参数，保证产品质 量。
有助于推动科技进步和社会发展。
05
精密测量技术的发展趋势与展望
新型测量原理与技术的研究
原子干涉测量技术
01
利用原子干涉效应进行高精度长度测量，具有极高的稳定性和
精度。
光学频率梳技术
02
利用光学频率梳产生高精度光谱，实现高精度光谱分析和时间
频率测量。
纳米光刻技术
03
利用光刻技术在纳米级别上制造微小结构，实现高精度微纳加
光学仪器
用于测量光学元件、透镜等参 数，保证光学仪器性能。
科学研究
用于测量各种物理量，推动科 学研究的深入发展。
02
精密测量技术的基本原理
测量误差理论
误差来源
误差传递
误差理论主要研究测量误差的来源， 包括仪器误差、环境误差、方法误差 和人员误差等。
误差传递是指测量误差对测量结果的 影响，通过误差传递公式可以评估不 同误差对最终结果的影响程度。
逻辑分析仪
用于测量数字电路的逻辑电平和时序 关系，广泛应用于数字系统和计算机 硬件的调试和测试。
万用表
用于测量电压、电流和电阻等电学参 数，具有便携式和易于使用的特点。
激光测量仪器
激光干涉仪
利用激光干涉现象测量长度、角度、表 面粗糙度等参数，具有高精度和高分辨
测试计量技术及仪器专业
测试计量技术及仪器专业一、引言测试计量技术及仪器专业是一门综合性强的学科，主要研究测试计量技术和仪器的原理、方法以及应用。
在现代科学和工程领域，测试计量技术及仪器在实验数据的采集、传输、处理和分析中起着至关重要的作用。
本文将介绍测试计量技术及仪器专业的相关知识。
二、测试计量技术的基本概念2.1 测试计量技术的定义测试计量技术是指在实验、生产和工程应用中，利用各种仪器和设备进行数据采集、测量和分析的技术。
它主要包括测量仪器的原理与结构、测量方法的研究与开发以及测量数据的处理与分析等内容。
2.2 测试计量技术的分类根据测试对象的不同，测试计量技术可分为物理量测试、化学量测试、生物量测试等。
根据测试手段的不同，测试计量技术可分为直接测量技术、间接测量技术和综合测量技术等。
三、常用测试仪器的原理与应用3.1 电子测试仪器电子测试仪器是测试计量技术中常用的一类仪器，它主要通过电子技术手段来对电压、电流、电阻、容抗等进行测量。
常用的电子测试仪器包括示波器、万用表、信号发生器等。
3.2 光学测试仪器光学测试仪器是测试计量技术中用于光学参数测量的专用仪器，它主要包括光谱仪、激光测距仪、显微镜等。
光学测试仪器在光学工程、材料科学以及生物医学等领域具有广泛的应用。
3.3 机械测试仪器机械测试仪器主要用于对物体的力学性能进行测试，它主要包括力学测试机、硬度计、磨损试验机等。
机械测试仪器在材料科学、机械工程以及土木工程等领域发挥着重要的作用。
四、测试计量技术及仪器专业的实践应用4.1 实验室测试与科研测试计量技术及仪器专业的毕业生在实验室测试与科研工作中起着重要的作用。
他们可以通过使用各种测试仪器，对样本进行测量分析，从而获取实验数据并进行科学研究。
4.2 产品质量控制测试计量技术及仪器专业的毕业生在工业生产中，可以通过使用各种测试仪器对产品的关键参数进行检测，从而确保产品的质量符合标准要求。
4.3 环境监测与评估测试计量技术及仪器专业的毕业生可以利用测试仪器对环境中的各种指标进行监测与评估，为环境保护提供科学依据。
精密测量技术——期末知识点总结(前两章)
精密测量技术——期末知识点总结一．精密测量的意义与发展1．2测量的基本概念测量：以确定量值为目的的一组操作。
也就是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。
测试：是指具有试验性质的测量。
也可理解为试验和测量的全过程。
检验：是判断被测物理量是否合格（是否在规定范围内）的过程，通常不一定要求测出具体值。
因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。
检验的主要对象是工件。
检定：为评定计量器具是否符合法定要求所进行的全部工作，它包括检查、加标记和出具检定证书。
检定的主要对象是计量器具。
比对：在规定的条件下，对相同不确定度等级的同类基准、标准或工作用计量器具之间的量值进行比较的过程。
一个完整的测量过程应由下述四部分组成，即测量过程四要素：（1）测量对象和被测量（2）测量单位和标准量（3）测量方法（4）测量不确定度测量方法分类：直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量、接触测量和非接触测量、单向测量和综合测量（例如齿轮整体误差的测量、丝杠的螺旋线误差测量）、手动测量和自动测量、工序测量和终结测量、以及主动测量（也叫在线测量）和被动测量等。
测量不确定度：不确定度是指对测量结果不能肯定或有怀疑的程度。
测量不确定度是表征合理赋予被测量之值的分散性，并与测量结果相联系的参数。
测量不确定度是表征测量结果的一个容易定量、并便于操作的质量指标，它的大小决定了测量结果的使用价值。
当给出的测量结果附有不确定度的说明时，才是完整和有意义的。
1．5测量不确定度标准不确定度，就是用标准差表征的不确定度，称为标准不确定度，用u表示。
标准不确定度分A类评定与B类评定。
A类：u(x)=√n =[1n(n−1)∑(x i−x)2]12；B类：经验判定。
直接测量结果所要求的标准不确定度的合成值u c为其所有分量的算术平方根。
不确定度的来源包括：被测量的定义不完全；被测量的复现不理想；测量样本的代表性；环境条件的影响；人员读数偏差；仪器分辨率的限制；测量标准赋值的不准确；引用常数或参数的不准确；测量方法的近似；各种随机影响（误差）；修正系统误差的不完善；不明显的粗大误差。
计量器具及测试设备管理细则
文件制修订记录一计量器具的购置、入库、发放、流转及台帐管理1.1计量器具的采购1.1.1.计量室根据各部门量具的使用需求并结合公司量具的使用情况统筹规划后,编制年度采购采供计划。
1.1.2.对于精密贵重的计量仪器、测试设备的采购由计量管理员与相应工程师共同确认后报部门经理审批。
1.1.3.计量器具的采购由计量室提PR并经部门经理审批后交由物料部采购。
1.2 计量器具的验收入库1.2.1新购计量器具入库前应由采购部与计量室人员共同确认是否是所需计量器具并作外观和配件检查，确认符合后由计量室人员送相应具有检定/校准资质的部门检定/校准。
经检定/校准合格的计量器具方可办理入库。
1.2.2 检定/校准不合格的计量器具由采供部负责处理。
1.2.3 精密贵重仪器设备开箱安装前，应通知质量部计量室一同开箱验收，发现损坏和缺项须查明原因进行处理，其使用说明书、原理图等有关资料由计量室收回建档保存，使用单位可借阅或发给复印件。
1.3 计量器具的发放1.3.1 计量室根据采购的计量器具,按各使用部门上报的计划发放计量器具。
1.3.2 各使用部门根据实际需求需长期使用器具由计量室确认后发放到相应部门。
1.3.3 零时借用的计量器具由操作者按工艺要求向计量管理员/检验员借用并在计量器具借用登记表上登记。
1.4 计量器具的流转1.4.1 员工在公司内调动时，属个人使用、保管的计量器具应留在原部门，确需带到新部门时，应向计量管理员提出申请并经计量管理员同意后方可转出。
1.4.2 计量器具由一部门转到另一部门前必须先归还计量室并由计量管理员登记确认后方可转入。
1.4.3 长期不用的计量器具，应归还计量室。
1.5计量器具的台帐管理1.5.1计量室应建立公司各类计量器具总台帐。
1.5.2计量器具台帐内容应按要求填写完整，帐物相符。
1.6 计量器具的封存1.6.1 暂时不用的计量器具，应由原使用部门或计量管理员提出计量器具封存申请，经相关领导签字批准后实施并贴上封存标签。
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。
工程振动控制通用规范(征求意见稿)
工程建设强制性国家规范《工程振动控制通用规范》（征求意见稿）1总则 (4)2基本规定 (5)3振动控制标准 (7)3.1一般规定 (7)3.2容许振动标准 (7)4振动控制输入 (10)4.1一般规定 (10)4.2振动荷载 (11)4.3动力特性及响应测试 (14)5振动控制设计 (17)5.1一般规定 (17)5.2隔振与减振设计 (17)5.3动力机器基础振动控制设计 (20)5.4建筑结构振动控制设计 (20)5.5声学环境振动控制设计 (21)5.6振动控制装置设计 (22)6施工及验收 (24)7监测及维护 (25)ι.o.ι为保障工程振动控制的质量、人民群众生命财产安全和人身健康，保护生态环境，促进工程振动控制高质量发展，制定本规范。
1.0.2工程振动控制必须执行本规范。
1.0.3工程建设所采用的技术方法和措施是否符合本规范要求，由相关责任主体判定。
其中，创新性的技术方法和措施，应进行论证并应符合本规范中有关性能的要求。
2基本规定2.0.1工程振动控制应满足承载能力极限状态、正常使用极限状态的设计要求,并应满足功能、结构性能和耐久性的要求。
2.0.2在设计工作年限内，工程振动控制系统应满足下列功能要求：1在设计条件范围内应承受可能出现的各种振动荷载作用；2应保证振动控制对象能够正常使用；3应满足环境振动和噪声的控制要求；4应满足生产工作人员和使用者免受振动影响，保障人身健康的要求；5当外界发生火灾、爆炸、撞击等偶然事件时，在规定的时间内应保持足够的承载力和整体稳定，不应出现因振动控制系统失稳造成破坏的后果。
2.0.3在设计工作年限内，工程振动控制系统应符合下列规定：1未经许可，不应改变振动控制系统的设计功能和使用条件；2振动响应超过容许值时，应及时进行处理；3应对振动控制系统定期检测和维护；4当振动控制装置或零部件确需更换时，应按设计规定进行更换；5应采取防腐、防火措施，满足环境使用要求；6当出现耐久性缺陷时，应及时处理；7在地震、火灾、浸泡、爆炸、撞击等偶然灾害发生后，应对振动控制系统进行详细检查，并根据检查结果进行评估、处理。
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
28
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
29
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
精密量测学-第二章 测量技术基础
2
N N 1
N N 1
④确定测量结果.
Q x 3 x
置信概率P=99.73%
28
2.系统误差（“系差”）的处理
1）“系差”的发现方法： ①实验对比法： 改变测量条件，对同一几何量测量，若两者无差 异则无系差，否则存在系差。（用以发现定值“系差”） ②残差”观察法： 按测量顺序观察残差，若残差大体正负相间，无明 显变化规律，则无“系差”。否则有“系差”。（用以 发现变值“系差”）
条件等。 4）测量精度 — 测量结果与真值的接近程度。
4
2. 2 量值传递
1.基本计量单位的定义和计量基准 如米：“米是在光在真空中1/299792458s的时间间隔内 所经过的距离”。 2.量值传递系统 长度量值传递系统 角度量值传递系统
5
一. 量块 1.量块的构成
量块的用途如何呢？
理想量块
40
带表游标卡尺
百分表 11
立式光学计
万能工具显微镜
12
通用计量器具
光滑塞规
光滑环规
专用计量器具
13
二.计量器具的基本度量指标 度量指标：是选择和使用计量器具、研究和判断测 量方法正确性的依据，是表征计量器具的性能和功 能的指标。 基本指标主要有： 1.刻线间距 2.分度值（或分辨率） 3.示值范围 4.测量范围 5.灵敏度
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课后习题
P22页习题2-1至2-9 下次课提问 P22页习题2-11做到作业本 下次课上交
35
END
36
i
i 1
N
2
测量列单次测量值的标准偏差值： 计算σ的三个条件： ①Q已知； ② N →∞ ； ③无“系差”。
计量标准的测量能力常用表示方法
计量标准的测量能力常用表示方法
1. 精密度（Precision）：反映测量结果的稳定程度，通常可以通过测量结果的重复性或方差来表示。
2. 准确度（Accuracy）：反映测量结果与真实值之间的接近程度，通常可以通过偏差或误差来表示。
3. 灵敏度（Sensitivity）：反映测试系统对样品变化的响应程度，通常可以通过检出限或线性范围来表示。
4. 特异性（Specificity）：反映测试系统只对目标物质做出响应，不受其他物质的影响，通常可以通过交叉反应来表示。
5. 稳定性（Stability）：反映测试系统在不同时间和条件下的测量结果一致性，通常可以通过参考物质稳定性来表示。
计量测试与应用技术
计量测试与应用技术在现代科技高速发展的时代，计量测试和应用技术在各个领域中扮演着重要的角色。
计量测试是指通过量化的手段来测量和评估事物的性能、特性或质量。
而应用技术则是指将计量测试的结果应用于实际生产、科学研究或其他领域中的技术方法和手段。
本文将重点探讨计量测试与应用技术在科研、工业生产和医疗健康等方面的应用，以及其对社会发展的重要意义。
计量测试在科学研究中起着至关重要的作用。
科学研究的目标是揭示事物的本质、规律和机理，而计量测试则是验证科学假设和理论的有效手段。
科学家通过精确的计量测试，可以获取准确的数据和实验结果，从而验证或修正科学理论。
例如，在物理学领域中，科学家通过精密的计量测试，验证了爱因斯坦的相对论理论。
在生物学领域中，科学家通过计量测试，揭示了细胞的结构和功能，推动了生命科学的发展。
因此，计量测试在科学研究中发挥着不可替代的作用。
计量测试在工业生产中具有重要意义。
在工业生产过程中，计量测试可以帮助企业实现产品质量的监控和控制。
通过计量测试，企业可以对产品的各项性能指标进行准确的测量，从而保证产品的质量和稳定性。
例如，在汽车制造业中，通过计量测试可以对汽车的安全性能、燃油效率等进行评估，确保汽车的质量符合标准。
在电子制造业中，计量测试可以对电子产品的电气性能、可靠性等进行检测，保证产品的性能稳定和可靠性。
因此，计量测试在工业生产中是不可或缺的。
计量测试在医疗健康领域也起着重要的作用。
在医疗诊断中，计量测试可以帮助医生准确判断疾病的类型和程度，指导医疗治疗。
例如，在临床实验室中，通过计量测试可以对患者的血液、尿液等样本进行化验，从而获取患者的生化指标和病理信息，帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
在医疗设备中，计量测试可以对医疗设备的精度和准确性进行验证，确保设备的安全和有效。
因此，计量测试在医疗健康领域对于提高诊断水平和治疗效果具有重要意义。
计量测试与应用技术在科研、工业生产和医疗健康等方面的应用，对于推动社会发展和提高人类生活水平具有重要作用。
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由此可见 科学计量既可法制计量提供技术保障 者说法制计量是以科学计量为其行政执法的技术基础 为工程计量和新技术发展提供测量基础
或 还
正如俄国科学家门捷列夫说过的 “没有测量 就没有 科学 ”另一方面 科学计量本身又必须用最新的科技成果 来发展自己 使之始终集持在先行位置 因此 计量事业 理所当然地属于国家的基础设施事业之一
人们从不同的角度 对计量学进行过不同的分类 把涉及计量单位换算 计量器具基本特性 性问题的 称为通用计量学 把涉及长度 学 测量数据处理等共 称为应用计量
温度 硬度等特定量具体应用的
把涉及自动测量 在线测量 的 称为技术计量学
动态测量等测量技术和义和单位的实现 复现等测量理论的 计量学
主要内容 计量与测试概述 长度基准及复现 光干涉测试技术 莫尔条纹技术 光扫描技术 激光多普勒技术 光纤传感技术 图像检测技术 纳米测试技术 光电测试技术领域新进展 科学仪器
考查方式 1 2 3 考试 读书报告 专题讨论
以下两部分综合给出成绩
讲座及ppt文件
第一章 概述
第一节 计量学概述 一 计量 metrology 计量实现单位统一 量值准确可靠的活动 上述定义的活动 包括科学技术上的 政管理上的活动 法律法规上的和行
计量不同于一般的测量 测量 measurement 是以确定量值为目的的一组操作
测量一般不具备 也不必具备计量的4个特点 所以 计量属 于测量而又严于一般的测量 在这个意义上可以狭义地认为 计量是与测量结果置信度有关的 与不确定度联系在一起的 规范化的测量
二
计量学 metrology
关于测量的科学 1 计量学涵盖有关测量的理论与实践的各个方面 而不论 测量的不确定度如何 也不论测量是在科学技术的哪个领域中 进行的 2 计量学有时简称计量 3 计量学曾称度量衡学和权度学
溯源性是指任何一个测量结果或计量标准的值 都能通过一 条具有规定不确定度的连续比较链 与计量基准联系起来 这 种特性使所有的同种量值 都可按这条比较链通过校准向测量 的源头追溯 也就是溯源到同一个计量基准 国家基准或国际 基准 从而使准确性和一致性得到技术保证 否则 量值出 于多源或多头 必然会在技术上和管理上造成混乱 所谓“量 值溯源” 是指自下而上通过不间断的校准而构成溯源体系 而“量值传递” 则是自上而下通过逐级检定而构成检定系统 法制性来自于计量的社会性 因为量值的准确可靠不仅依 赖于科学技术手段 还要有相应的法律 法规和行政管理 特 别是对国计民生有明显影响 涉及公众利益和可持续发展或需 要特殊信任的领域 必须由政府主导建立起法制保障 否则 量值的准确性 一致性及溯源性就不可能实现 计量的作用也 难以发挥
在相当长的历史时期内 计量的对象主要是物理量 后 来随着科技进步和社会发展而扩展到工程量 化学量 生理 量 甚至心理量 当前普遍开展和比较成熟或传统的几何量 温度 力学 电磁 无线电 时间频率 光学 电离辐射 声学和化学等 即所谓十大计量 同时 在一些高新技术领域如生物 医学 环保 信息 航天和软件等方面的专业计量测试 也正在逐渐形成和不断 加强
精密计量与测试
课号 70130093 李 岩 副教授 Tel 62783993 O 62781271 H 授课教师 联系方式
Email: liyan@ liyan@ 工作实验室 开课单位 精仪系馆1112房间 1204房间
计量的内容也在不断地扩展和充实 通常可概括为6个方面 1 计量单位与单位制
2 计量器具 或测量仪器 包括实现或复现计量单位的 计量基准 标准与工作计量器具 3 量值传递与量值溯源 包括检定 检测 4 5 6 物理常量 不确定度 计量管理 校准 测试 检验与
材料与物质特性的测定 数据处理与测量理论及其方法 包括计量保证与计量监督等
计量的特点取决于计量所从事的工作 即为实现单位统一 量值准确可靠而进行的科技 法制和管理活动 概括地说 可归纳为 1 2 3 4 准确性 一致性 溯源性 法制性
准确性是指测量结果与被测量真值的一致程度 由于实 际上不存在完全准确无误的测量 因此在给出量值的同时 必须给出适应于应用目的或实际需要的不确定度或误差范围 否则 所进行的测量的质量 品质 就无从判断 量值也就 不具备充分的实用价值 所谓量值的准确 即是在一定的不 确定度 误差极限或允许误差范围内的准确 一致性是指在统一计量单位的基础上 无论在何时 何 地 采用何种方法 使用何种计量器具 以及由何人测量 只要符合有关的要求 其测量结果就应在给定的区间内一致 也就是说 测量结果应是可重复 可再现 复现 可比较 的 换言之 量值是确实可靠的 计量的核心实质是对测量 结果及其有效性 可靠性的确认 否则 计量就失去其社会 意义 计量的一致性不仅限于国内 也适用于国际 便如 国际关键比对和辅助比对结果应在等效区间或协议区间内一 致
这些活动 大体上包括进行科学研究 发展测量技术 以 及制定计量法律 法规 条例 形展计量行政管理 才能保证 经济而有效地为社会提供计量服务 “量是现象 物体或物质可定性区别与定量确定的一种属性” 因此 要认识大千世界和造福人类社会 就必须对各种“量”进 行分析和确认 既要区分量的性质 又要确定其量值 计量正 是达到这种目的的重要手段之一 在这个意义上可以广义地认为 计量是对“量”的定性分析 和定量确认的过程 实际上 人类在科学研究 经济活动和社 会发展中 每时每刻都离不开计量 通过计量所获得的测量结 果是人类活动最重要的信息源之一
法制计量是与法定计量机构工作有关的计量 涉及对计 量单位 计量器具 测量方法及测量实验室的法定要求 法 制计量由政府或授权机构根据法制 技术和行政的需要进行 强制管理 其目的是用法规或合同方式来规定并保证与贸易 结算 安全防护 医疗卫生 环境监测 资源控制 社会管 理等有关的测量工作的公正性和可靠性 因为它们涉及到公 众利益和国家可持续发展战略 法制计量的特征除了政府起主导作用 即由政府或代表 政府的机构管理外 还有一个明显的特征 直接传递到公众 一端 即直接与最终用户的计量器具及其测量结果有关 它 涉及的不仅是有利益冲突而需要保护 以及测量结果需要公 共机构予以特别关注或特殊信任的领域 还包括测量结果违 背公众利益的领域 即保护与违背两者常常是并存的
工程计量也称工业计量 是指各种工程 工业 企业中 的实用计量 例如有关能源或材料的消耗 工艺流程的监控 以及产品质量与性能的测试等 工程计量涉及面甚广 随着 产品技术含量提高和复杂性的增大 为保证经济贸易全球化 所必需的一致性和互换性 它已成为生产过程控制不可缺少 的环节 工程计量测试能力 实际上是一个国家工业竞争力的重 要组成部分 在以高技术为基础的经济构架中显得尤为重要
四
检验
inspection
泛指产品质量的评估技术与方法
五 测试 measuring and testing 通常是指具有实验性质 的测量 也可以理解为检验 试验和测量的全过程
第二节 近代光学测试技术 光学测试技术 利用光学原理进行精密测量的技术 上世纪70年代开始激光技术 光波导技术 数字技术 计算机技术以及傅立叶光学的出现 使光学发展为近代 光学 以激光为代表的近代光学促使测试技术出现更多 的新方法 新技术 从而形成近代光学测试技术 主要研究领域
特点 非接触性 高灵敏度 高精度 三维性 快速性 实时性
把涉及计量工作中法律 法规和规章要求与法制管理的 法制计量学 把涉及计量在国民经济中作用和效益评估的 或效益计量学等等
称为经济计量学
当前 国际上趋向于把计量学分为科学计量 工程计量 和法制计量3类 分别代表计量的基础 应用和政府起主导 作用的社会事业3个方面 这时 计量学通常简称为计量 科学计量是指基础性 探索性 先行性的计量科学研究 通常用最新的科技成果来精确地定义与实现计量单位 并为 最新的科技发展提供可靠的测量基础 科学计量是国家计量 研究机构的主要任务 包括计量单位与单位制的研究 计量 基准与标准的研制 物理常量与精密测量技术的研究 量值 溯源与量值传递系统的研究 量值比对方法与测量不确定度 的研究等
清华大学精仪系光电工程研究所 精密测试技术与仪器国家重点实验室
课程学时
48学时
主要参考书目 1 2 3 金国藩 李景振主编 激光测量学 科学出版社 天津大学出版社 浙江大学出版社 1999 1997
殷纯永主编 现代干涉测量技术 杨国光主编 近代光学测试技术
4 北京理工大学光电工程系编 光电技术在工程领域中的应 用 讲义
三
计量的发展阶段 大体上可分为以下3个阶段
计量的发展 1
古典计量阶段 没有或者没有充分
特点 是以权力和经验为主的初级阶段 的科学依据 2 经典计量阶段
1875年“米制公约”的签订 可认为是经典计量阶段的开始 特点 计量基准都属于宏观器具 3 现代计量阶段 由宏
现代计量阶段的基本标志是由经典理论转向量子理论 观实物基准转向微观量子基准
确定被测量的量值是测量的目的 最终是为了社会需求 因此 要求在不同的时间 地点由不同的操作者用不同仪器所 确定的同一个被测量的量值 应当具有可比性 只有当选择测 量单位遵循统一的准则 并使所获得的量值具有必要的准确度 和可靠性时 才能保证这种可比性 显然 对测量的这种要求 不会自发地得到满足 必须由社会上的有关机构 团体包括政 府进行有组织的活动才能达到