长度计量概述

在其延 长线 上 ，否则 将会 带来 较 大 的测量 误差 ，这个 误 差
就 是 阿贝误 差 。
如 图 ３（ａ）所 示 ，为 符 合 阿 贝 原则 的测 量 ，细 分 显 微
镜 和 瞄准 器被 钢性 连 接在 直 线 导 轨 上 ，当导 轨 不 直 等 让
ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４—６９４１．２０１６．０４．０３０
Ａ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｎｇｔｈ Ｍ ｅｔｒｏｌHale Waihona Puke Baiduｇｙ
Ｌｉ Ｃｈｕｎｙａｎ
长度 计量 ，是 计量 领域 发 展最早 的学科 ，是 常规 计量 项 目中的基本 项 目 ，也是 生 产 实 践 中最 常 遇 的被 测 量 之 一 。 长度 计量 与 国 民经 济 各 部 门有 着 十 分 密 切 的联 系 ， 尤其 在 先进制 造 业 、国 防科 技 工业 中应 用 广泛 ，在各 级计 量测 试 机构 中占有重 要位 置 。 １ 长 度 单位
一 一 的相 同磁 信号 ，即相邻 的 ＮＮ或 ＳＳ的 录磁 距 离 来 实现 位
移计 量 。
上 测
导 Ｈ
（ａ）量 块 结 构
２．３ 光 波波 长
图 １ 量 块
（ｂ）量 块 长 度
收 稿 日期 ：２０１５—１２—０２
李 春 煮 ：长 度 计 量概 述
量块 和 线纹 尺 都是 以 Ｈｅ—Ｎｅ激光 波 长做 为基 准 进 行传递的，根据米 的定义 ，激光的波长就是一把尺子的基 本刻 线 间距 ，因激 光 的频 率 比较稳 定 ，激光 波长 的精度 也 就很 高 ，目前 以 ６３３ｎｍ 波 长 的 Ｈｅ—Ｎｅ激光 应 用 最 为 广 泛 。激 光波 长是 不 能直 接用 于 与被测 量进 行 比较 实现 测 量 的 ，必 须要 结 合激 光 干涉仪 的使 用 ，才 能真 正在 长度 计 量 中发 挥 作 用 。 干 涉 仪 以干 涉 条 纹 来 表 征 被 长 度 的 信 息 ，原理 是迈 克 尔逊 干涉 原理 ，原 理 图如 图 ２所 示 。
量 块是 长度 计 量 中应用 广 、精 度 高 的一种 实 物标 准 ， 可用 于 检定 测 长 仪 器 ，在 精 密 测 量 中 ，常 用 量 块 作 为 标 准 ，与轴 、孔 、球等被测工件 比较 ，求得其直径 、厚度等量 值 。量 块是 单值 量具 ，以 其 两 端 面之 间 的距 离 复 现 长 度 量值 ，其 截 面有 圆形 的 ，也 有 矩 形 的 ，我 国制 造 的量 块 均 为矩 形 平行 六 面体 ，如 图 １（ａ）所 示 ，量 块 的 长度 即工 作 尺 寸是 由量 块上 测量 面 到与 量块 下测 量 面粘合 在 一起 的 辅 助体 （平 晶 ）表 面 之 间 的 垂 直 距 离 来 确 定 的 ，如 图 １ （ｂ）所示 。做 量 块 的材 料 应 具 有 线 膨 胀 系 数 小 、性 质 稳 定 、耐磨 、不 易变 形 等特 点 。
目前 工程 实践 中 ，在精 密 直线 位 移 测 量 （长度 测 量 ） 方面 广泛 采用 的是光 栅 、感 应 同步 器 、磁栅 等栅 式 位移 传 感 器 ，这些 传感 器 是另 一种 形 式 的线纹 尺 。光 栅 ，在 国 内 外长 度计 量 中获 得 比较 广 泛 应 用 ，其 本 质 是 一 种 刻 线 很 精 很 密 的尺子 ，一 般每 毫米 范 围 内刻有 １０—１００条 刻 线 ， 采 用莫 尔 条 纹 技 术 对 光 栅 的刻 线 进 行 计 数 从 而 实 现 计 量 ；感 应 同步 器则 是 把粘 在 基 体 上 的覆 铜 片蚀 刻 成 矩 形 回形 线 圈而形 成 的 ，靠 线 圈绕 组 的 间距 来 对 长 度 进 行 计 量 ；而磁 栅是 在磁 尺上 录 制 等距 离 的 ＮＳ磁 信 号 ，以相 邻
计 量与测试技 术》２０１６车 第４３卷 第４期
长 度 计 量 概 述
李春 燕
（佛 山市顺德 区质量技术监督检测 所 ，广东 佛 山 ５２８３００）
摘 要 ：长度计量是生产实践 中最 常遇 的被测量之一 ，是计 量技术 的重要 组成部分 。主要 任务是研 究和确定 长度单位 的定 义 ，建 立和保存 长度 计量基 准 ，
开展长度 检定 、校 准和测试 ，，以确保量值 的统 一、准确、可靠 。本文就长度计量研究过程 主要涉及 的研究 内容 ：长度单 位 ，长度基 准 ，及 长度计 量 中不 可忽
视 的误差项做一具体介 绍。
关键词 ：长度计量 ；单位 ；基 准；阿贝误差 ；温度误差
中图分 类号 ：ＴＢ９２１
文献标 识码 ：Ａ 国家标准学科分类代码 ：４１０．５５
量 块 可 以按 等使 用 也 可 以按 级 使 用 ，按 制造 准确 度 分 ｋ，０．１．２．３，５个 级别 ，按 测 量 准确 度 分 可 分 为 １～６，６ 个 等级 。 ２．２ 线 纹 尺
线纹尺是一种具有等分刻度 的多值 量具 ，以尺面上 任 意 两条 刻线 或纹 印 间 的垂直 距离 复 现长 度 的高精 度 基 准 器 和标 准 器 ，是 人 类 使 用 得 最 早 的 量 具 之 一 ，“米 原 器 ”和 普通 用 的钢 卷 尺 就是 线 纹 尺 的一 种 。标 准 的金 属 线 纹 尺分 为 ３个等 级 ，标准 的玻 璃 线纹 尺分 为 ２个 等级 。
长 度是最 基 本 的物 理 量 之 一 ，单 位 是 “米 ”（１７１），是 ＳＩ（国际单位 制 ）的七 个基 本 单 位 之 一 ，米 的定 义 在 经 过 了 实物 基准 ，量 子 基 准 之后 ，现 在 用 的米 定 义 为 在 １９８３ 年 的第 １７届 国际计 量 大 会 上 更 新 的米 定 义 ：１米 是 “光 在真 空 中 １／２９９７９２４５８秒 时 间 间隔 内行程 的 长度 ”。 ２ 长度 的 实用基 准 ２．１ 量块