精密測(cè)量長(zhǎng)度尺寸測(cè)量.ppt

第二章長(zhǎng)度尺寸測(cè)量 2 1長(zhǎng)度的基標(biāo)準(zhǔn)和量值傳遞 長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn)是指以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度 保存和復(fù)現(xiàn)長(zhǎng)度單位 米 的整套裝備 長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn)是各國(guó)之間和一個(gè)國(guó)家內(nèi)部統(tǒng)一長(zhǎng)度單位的基準(zhǔn) 也是保證量值準(zhǔn)確和實(shí)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ) 米 是長(zhǎng)度計(jì)量的基本單位 本節(jié)主要內(nèi)容 長(zhǎng)度基準(zhǔn) 米 的定義 復(fù)現(xiàn) 歷史沿革長(zhǎng)度基準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)的概念及量值傳遞系統(tǒng) 一 長(zhǎng)度的基本單位 米 的定義及其復(fù)現(xiàn) 米定義的歷史演變長(zhǎng)度基本單位米定義的建立 經(jīng)歷了一個(gè)從自然基準(zhǔn)到實(shí)物基準(zhǔn) 又從實(shí)物基準(zhǔn)到自然基準(zhǔn) 最后發(fā)展為用物理常數(shù)來(lái)定義的演變過(guò)程 P31 米制的提出與復(fù)現(xiàn) 1790年 法國(guó)科學(xué)院受法國(guó)國(guó)民議會(huì)委托 首次提出 米制 概念 它將通過(guò)巴黎天文臺(tái)的地球子午線長(zhǎng)度的四千萬(wàn)分之一定義為 米 1792 1798年 在西班牙的巴塞羅那和法國(guó)的敦刻爾克間進(jìn)行三角測(cè)量 得出通過(guò)巴黎天文臺(tái)的地球子午線從赤道到地極點(diǎn)的距離 并以它的千萬(wàn)分之一 相當(dāng)于地球子午線的四千萬(wàn)分之一 作為一米的長(zhǎng)度 于1799年用鉑金制成橫截面積為25 3 4 05毫米的矩形端面基準(zhǔn)米尺 米尺兩端面間的距離即為一米 它保存在法蘭西共和國(guó)檔案局 所以稱為 檔案米尺 又稱 阿希夫米尺 復(fù)現(xiàn)誤差0 2 第一次國(guó)際米定義 實(shí)物 線紋 基準(zhǔn) 不確定度1 1 10 7國(guó)際基準(zhǔn)米尺 米原器 1888年 國(guó)際計(jì)量局從31根用鉑銥合金制成的尺子中選出與阿希夫米尺長(zhǎng)度最接近的第 號(hào)米尺作為國(guó)際基準(zhǔn) 此即 國(guó)際基準(zhǔn)米尺 其復(fù)現(xiàn)精確度可以達(dá)到千萬(wàn)分之一 定義 1889年 第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式承認(rèn)并重新把 米 定義為 在0 時(shí) 尺的中性面上兩條刻線沿尺軸方向的長(zhǎng)度為一米 從此 米 的定義由端面距離轉(zhuǎn)為刻線間距離 1889 表示國(guó)際米原器的截面 第二次國(guó)際米定義 自然基準(zhǔn) 不確定度2 5 10 81960年的第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)以 氪 86的輻射光波長(zhǎng)定義 米 的決定 這個(gè) 米 的定義是 1米等于氪 86原子在2P10和5D5能級(jí)之間躍遷時(shí) 其輻射光在真空中的波長(zhǎng)的1650763 73倍 同時(shí)宣布廢除1889年確定的米定義和國(guó)際基準(zhǔn)米尺 這樣 米 在規(guī)定的物理?xiàng)l件下在任何地點(diǎn)都可以復(fù)現(xiàn) 所以也有稱之為自然基準(zhǔn)的 第三次國(guó)際米定義 最新米定義 基準(zhǔn)為基本物理常數(shù) 最新米定義及其復(fù)現(xiàn) 1 定義 1983年10月召開(kāi)的第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì) 通過(guò)了現(xiàn)行的最新米定義是 1m是光在真空中于 1 299792458 s的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程長(zhǎng)度 2 復(fù)現(xiàn) 定義的實(shí)現(xiàn) 實(shí)物化 有三種復(fù)現(xiàn)方法 飛行時(shí)間法 根據(jù)式 Ct 精確測(cè)出平面電磁波通過(guò)路程 的時(shí)間間隔t 光速值C給定 從而求得長(zhǎng)度值 用于天文 大地等測(cè)量工作的復(fù)現(xiàn)方法 真空波長(zhǎng)法 用頻率為f的平面電磁波的真空波長(zhǎng)來(lái)復(fù)現(xiàn)米 這個(gè)波長(zhǎng)是通過(guò)測(cè)量平面電磁波的頻率f 然后應(yīng)用關(guān)系式 c f得到的 用真空波長(zhǎng)法復(fù)現(xiàn)米 在實(shí)際使用中仍可應(yīng)用傳統(tǒng)的光波干涉法 用于實(shí)驗(yàn)室計(jì)量測(cè)試工作的復(fù)現(xiàn)方法 用于一般測(cè)量工作的復(fù)現(xiàn)方法 直接應(yīng)用國(guó)際米定義咨詢委會(huì) CCDM 推薦的幾種穩(wěn)頻激光器的頻率值與波長(zhǎng)值 要求 按推薦的波長(zhǎng)值 使用條件 不確定度使用 新米定義的特點(diǎn) 1 將米的定義與單位的復(fù)現(xiàn)方法這兩者分離 2 新定義不僅廢除了長(zhǎng)度計(jì)量的實(shí)物基準(zhǔn) 而且還廢除了單一的長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn) 3 新的米定義把真空中光速值C 299792458m s作為一個(gè)固定不變的物理常數(shù)確定下來(lái) 光速值從此不再是一個(gè)物理學(xué)中可測(cè)量的量 而作為一個(gè)換算常數(shù) 4 在目前條件下 米定義的改變不影響米作為基本單位的地位 這一特點(diǎn)使得目前通用的國(guó)際單位制不必作任何改變 二 長(zhǎng)度基準(zhǔn) 計(jì)量基準(zhǔn) 有時(shí)亦稱最高標(biāo)準(zhǔn) 是在特定領(lǐng)域內(nèi)具有當(dāng)代最高計(jì)量特性的標(biāo)準(zhǔn) 用以定義 實(shí)現(xiàn) 保持或復(fù)現(xiàn)量的計(jì)量單位 它是計(jì)量的最高依據(jù) 長(zhǎng)度基準(zhǔn) 在長(zhǎng)度計(jì)量領(lǐng)域具有當(dāng)代最高計(jì)量特性的標(biāo)準(zhǔn) 用以定義 實(shí)現(xiàn) 保持或復(fù)現(xiàn)長(zhǎng)度基本單位米的標(biāo)準(zhǔn) 長(zhǎng)度基準(zhǔn)的分類 依基準(zhǔn)實(shí)體分 端面基準(zhǔn)和線紋基準(zhǔn) 裝置的構(gòu)成 依精度等級(jí)分 國(guó)家基準(zhǔn) 國(guó)家副基準(zhǔn) 工作基準(zhǔn)國(guó)家基準(zhǔn) 根據(jù)物理量基本單位的定義復(fù)現(xiàn)并保存單位量的基準(zhǔn)器具 職能 用于統(tǒng)一全國(guó)長(zhǎng)度單位量值 特點(diǎn) 具有高穩(wěn)定性 可復(fù)現(xiàn)性和可比較性 法制性及目前技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度 國(guó)家副基準(zhǔn) 是與國(guó)家基準(zhǔn)器具比對(duì)來(lái)確定其量值的測(cè)量器具 職能 保證國(guó)家基準(zhǔn)器具不因使用頻繁而降低精度 工作基準(zhǔn) 由國(guó)家基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對(duì)用于檢定標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量器具 特點(diǎn) 一般是實(shí)物基準(zhǔn) 包括線紋和端度 量塊 兩大類 三 長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn) 長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn) 是按國(guó)家規(guī)定的不同準(zhǔn)確度等級(jí) 作為檢定和測(cè)量用的測(cè)量器具 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別 準(zhǔn)確度和測(cè)量中的作用不同 其它方面無(wú)本質(zhì)區(qū)別 種類 現(xiàn)有九大類線紋長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn) 線紋尺 端面長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn) 量塊 24m基線標(biāo)準(zhǔn) 平面角標(biāo)準(zhǔn) 度盤(pán)檢定標(biāo)準(zhǔn) 平面度標(biāo)準(zhǔn) 平晶 表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn) 單 多刻線樣板 齒輪漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn) 螺紋標(biāo)準(zhǔn) 絲杠標(biāo)準(zhǔn)及圓度標(biāo)準(zhǔn) 四 長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng) 概念 將米定義基準(zhǔn)器與機(jī)械產(chǎn)品零件的尺寸精度聯(lián)系起來(lái)的法制制度或法制聯(lián)系渠道稱為量值傳遞系統(tǒng) 目的 保證長(zhǎng)度量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)