精密測量長度尺寸測量ppt課件

1、 第二章長度尺寸丈量2 21 1 長度的基規(guī)范和量值傳送長度的基規(guī)范和量值傳送 長度計(jì)量基準(zhǔn)是指以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能到達(dá)的最高準(zhǔn)確度，保管和復(fù)現(xiàn)長度單位“米的整套配備。 長度計(jì)量基準(zhǔn)是各國之間和一個國家內(nèi)部一致長度單位的基準(zhǔn)，也是保證量值準(zhǔn)確和實(shí)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)?！懊资情L度計(jì)量的根本單位。本節(jié)主要內(nèi)容：長度基準(zhǔn)“米的定義、復(fù)現(xiàn)、歷史沿革長度基準(zhǔn)、規(guī)范的概念及量值傳送系統(tǒng)一、長度的根本單位一、長度的根本單位“米米 的定義及其復(fù)的定義及其復(fù)現(xiàn)現(xiàn)、米定義的歷史演化長度根本單位米定義的建立，閱歷了一個從自然基準(zhǔn)到實(shí)物基準(zhǔn)，又從實(shí)物基準(zhǔn)到自然基準(zhǔn)，最后開展為用物理常數(shù)來定義的演化過程。P31【米制的提出與復(fù)

2、現(xiàn)】【米制的提出與復(fù)現(xiàn)】17901790年，法國科學(xué)院受法國國民議會委托，初次年，法國科學(xué)院受法國國民議會委托，初次提出提出“米制概念。它將經(jīng)過巴黎天文臺的地球子午米制概念。它將經(jīng)過巴黎天文臺的地球子午線長度的四千萬分之一定義為線長度的四千萬分之一定義為“米。米。1792179217981798年，在西班牙的巴塞羅那和法國的敦年，在西班牙的巴塞羅那和法國的敦刻爾克間進(jìn)展三角丈量，得出經(jīng)過巴黎天文臺的地球刻爾克間進(jìn)展三角丈量，得出經(jīng)過巴黎天文臺的地球子午線從赤道到地極點(diǎn)的間隔子午線從赤道到地極點(diǎn)的間隔 ，并以它的千萬分之，并以它的千萬分之一一( (相當(dāng)于地球子午線的四千萬分之一相當(dāng)于地球子午線的

3、四千萬分之一) )作為一米的長作為一米的長度，于度，于17991799年用鉑金制成橫截面積為年用鉑金制成橫截面積為25.325.34.054.05毫米毫米的矩形端面基準(zhǔn)米尺，米尺兩端面間的間隔的矩形端面基準(zhǔn)米尺，米尺兩端面間的間隔 即為一即為一米。它保管在法蘭西共和國檔案局，所以稱為米。它保管在法蘭西共和國檔案局，所以稱為“檔案檔案米尺，又稱米尺，又稱“阿希夫米尺。阿希夫米尺。 復(fù)現(xiàn)誤差復(fù)現(xiàn)誤差0.20.2【第一次國際米定義】【第一次國際米定義】 實(shí)物線紋基準(zhǔn)，不確定度實(shí)物線紋基準(zhǔn)，不確定度1.11.110-710-7國際基準(zhǔn)米尺米原器：國際基準(zhǔn)米尺米原器： 18881888年，國際計(jì)量局從年

4、，國際計(jì)量局從3131根用鉑銥合金制成的根用鉑銥合金制成的尺子中選出與阿希夫米尺長度最接近的第尺子中選出與阿希夫米尺長度最接近的第號米尺號米尺作為國際基準(zhǔn)，此即作為國際基準(zhǔn)，此即“國際基準(zhǔn)米尺。其復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)國際基準(zhǔn)米尺。其復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)確度可以到達(dá)千萬分之一。確度可以到達(dá)千萬分之一。定義：定義：18891889年，第一屆國際計(jì)量大會正式成認(rèn)并重新年，第一屆國際計(jì)量大會正式成認(rèn)并重新把把“米定義為：米定義為：“在在00時(shí)，尺的中性面上兩條時(shí)，尺的中性面上兩條刻線沿尺軸方向的長度為一米刻線沿尺軸方向的長度為一米 。從此，。從此，“米米的定義由端面間隔的定義由端面間隔 轉(zhuǎn)為刻線間間隔轉(zhuǎn)為刻線間間隔 。1889：

5、表示國際米原器的截面：表示國際米原器的截面 【第二次國際米定義】【第二次國際米定義】 自然基準(zhǔn)，不確定度自然基準(zhǔn)，不確定度2.52.510-810-8 19601960年的第十一屆國際計(jì)量大會經(jīng)過以年的第十一屆國際計(jì)量大會經(jīng)過以“氪氪-86-86的的輻射光波長定義輻射光波長定義“米的決議。這個米的決議。這個“米的定義是：米的定義是： “1 1米等于氪米等于氪-86-86原子在原子在2P102P10和和5D55D5能級之間躍遷時(shí)，其能級之間躍遷時(shí)，其輻射光在真空中的波長的輻射光在真空中的波長的1650763.731650763.73倍。同時(shí)宣布倍。同時(shí)宣布廢除廢除18891889年確定的米定義和

6、國際基準(zhǔn)米尺。這樣年確定的米定義和國際基準(zhǔn)米尺。這樣“米米在規(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。也有稱之為自然基準(zhǔn)的?！镜谌螄H米定義】【第三次國際米定義】 最新米定義，基準(zhǔn)為根本物理常數(shù)。最新米定義，基準(zhǔn)為根本物理常數(shù)。 、最新米定義及其復(fù)現(xiàn)、最新米定義及其復(fù)現(xiàn)1 1定義：定義： 19831983年年1010月召開的第月召開的第1717屆國際計(jì)量大會屆國際計(jì)量大會, ,經(jīng)過了現(xiàn)行經(jīng)過了現(xiàn)行的最新米定義是：的最新米定義是：“1m1m是光在真空中于是光在真空中于1/2997924581/299792458s s的時(shí)間間隔內(nèi)

7、所行進(jìn)的路程長度的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程長度 。2 2復(fù)現(xiàn)：定義的實(shí)現(xiàn)實(shí)物化復(fù)現(xiàn)：定義的實(shí)現(xiàn)實(shí)物化, ,有三種復(fù)現(xiàn)方法。有三種復(fù)現(xiàn)方法?！撅w行時(shí)間法】【飛行時(shí)間法】 根據(jù)式根據(jù)式=C t=C t，準(zhǔn)確測出平面電磁波經(jīng)過路程的時(shí)，準(zhǔn)確測出平面電磁波經(jīng)過路程的時(shí)間間隔間間隔t t、光速值、光速值C C 給定，從而求得長度值。給定，從而求得長度值。 用于天文、大地等丈量任務(wù)的復(fù)現(xiàn)方法用于天文、大地等丈量任務(wù)的復(fù)現(xiàn)方法. .【真空波長法】【真空波長法】 用頻率為用頻率為 f f 的平面電磁波的真空波長來復(fù)現(xiàn)米。這的平面電磁波的真空波長來復(fù)現(xiàn)米。這個波長是經(jīng)過丈量平面電磁波的頻率個波長是經(jīng)過丈量平面電磁

8、波的頻率f f，然后運(yùn)用關(guān)系式，然后運(yùn)用關(guān)系式 c/fc/f得到的。用真空波長法復(fù)現(xiàn)米，在實(shí)踐運(yùn)用中得到的。用真空波長法復(fù)現(xiàn)米，在實(shí)踐運(yùn)用中仍可運(yùn)用傳統(tǒng)的光波干涉法。仍可運(yùn)用傳統(tǒng)的光波干涉法。 用于實(shí)驗(yàn)室計(jì)量測試任務(wù)的復(fù)現(xiàn)方法用于實(shí)驗(yàn)室計(jì)量測試任務(wù)的復(fù)現(xiàn)方法. .【用于普通丈量任務(wù)的復(fù)現(xiàn)方法】【用于普通丈量任務(wù)的復(fù)現(xiàn)方法】直接運(yùn)用國際米定義咨詢委會直接運(yùn)用國際米定義咨詢委會CCDMCCDM引薦的幾種引薦的幾種穩(wěn)頻激光器的頻率值與波長值。要求：按引薦的波長值、穩(wěn)頻激光器的頻率值與波長值。要求：按引薦的波長值、運(yùn)用條件、不確定度運(yùn)用。運(yùn)用條件、不確定度運(yùn)用。 、新米定義的特點(diǎn)、新米定義的特點(diǎn)1 1

9、將米的定義與單位的復(fù)現(xiàn)方法這兩者分別。將米的定義與單位的復(fù)現(xiàn)方法這兩者分別。2 2新定義不僅廢除了長度計(jì)量的實(shí)物基準(zhǔn)，而且還廢新定義不僅廢除了長度計(jì)量的實(shí)物基準(zhǔn)，而且還廢除了單一的長度計(jì)量基準(zhǔn)。除了單一的長度計(jì)量基準(zhǔn)。3 3新的米定義把真空中光速值新的米定義把真空中光速值C=299792458m/sC=299792458m/s作為一作為一個固定不變的物理常數(shù)確定下來。光速值從此不再是個固定不變的物理常數(shù)確定下來。光速值從此不再是一個物理學(xué)中可丈量的量，而作為一個換算常數(shù)。一個物理學(xué)中可丈量的量，而作為一個換算常數(shù)。4 4在目前條件下，米定義的改動不影響米作為根本單在目前條件下，米定義的改動不影

10、響米作為根本單位的位置。這一特點(diǎn)使得目前通用的國際單位制不用位的位置。這一特點(diǎn)使得目前通用的國際單位制不用作任何改動作任何改動 。 二、長度基準(zhǔn)二、長度基準(zhǔn)【計(jì)量基準(zhǔn)】【計(jì)量基準(zhǔn)】有時(shí)亦稱最高規(guī)范，是在特定領(lǐng)域內(nèi)具有時(shí)亦稱最高規(guī)范，是在特定領(lǐng)域內(nèi)具有當(dāng)代最高計(jì)量特性的規(guī)范，用以定義、實(shí)有當(dāng)代最高計(jì)量特性的規(guī)范，用以定義、實(shí)現(xiàn)、堅(jiān)持或復(fù)現(xiàn)量的計(jì)量單位，它是計(jì)量的現(xiàn)、堅(jiān)持或復(fù)現(xiàn)量的計(jì)量單位，它是計(jì)量的最高根據(jù)。最高根據(jù)。【長度基準(zhǔn)】【長度基準(zhǔn)】在長度計(jì)量領(lǐng)域具有當(dāng)代最高計(jì)量特性在長度計(jì)量領(lǐng)域具有當(dāng)代最高計(jì)量特性 的規(guī)范，用以定義、實(shí)現(xiàn)、堅(jiān)持或復(fù)現(xiàn)長度的規(guī)范，用以定義、實(shí)現(xiàn)、堅(jiān)持或復(fù)現(xiàn)長度根本單位米

11、的規(guī)范。根本單位米的規(guī)范?！鹃L度基準(zhǔn)的分類】【長度基準(zhǔn)的分類】依基準(zhǔn)實(shí)體分：端面基準(zhǔn)和線紋基準(zhǔn)安裝的構(gòu)成依基準(zhǔn)實(shí)體分：端面基準(zhǔn)和線紋基準(zhǔn)安裝的構(gòu)成依精度等級分：國家基準(zhǔn)、國家副基準(zhǔn)、任務(wù)基準(zhǔn)依精度等級分：國家基準(zhǔn)、國家副基準(zhǔn)、任務(wù)基準(zhǔn)國家基準(zhǔn)：根據(jù)物理量根本單位的定義復(fù)現(xiàn)并保管單位國家基準(zhǔn)：根據(jù)物理量根本單位的定義復(fù)現(xiàn)并保管單位量的量的基準(zhǔn)器具?；鶞?zhǔn)器具。職能：用于一致全國長度單位量值。職能：用于一致全國長度單位量值。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、法制性及目前及目前技術(shù)所能到達(dá)的最高準(zhǔn)確度。技術(shù)所能到達(dá)的最高準(zhǔn)確度。國家副基準(zhǔn)：是與國家基

12、準(zhǔn)器具比對來確定其量值的丈國家副基準(zhǔn)：是與國家基準(zhǔn)器具比對來確定其量值的丈量器具。量器具。 職能：保證國家基準(zhǔn)器具不因運(yùn)用頻繁而降低精度。職能：保證國家基準(zhǔn)器具不因運(yùn)用頻繁而降低精度。 任務(wù)基準(zhǔn)：由國家基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對用于檢定規(guī)任務(wù)基準(zhǔn)：由國家基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對用于檢定規(guī)范的范的丈量器具。丈量器具。特點(diǎn)：普通是實(shí)物基準(zhǔn)，包括線紋和端度量塊兩特點(diǎn)：普通是實(shí)物基準(zhǔn)，包括線紋和端度量塊兩大類大類 。三、長度規(guī)范三、長度規(guī)范【長度規(guī)范】是按國家規(guī)定的不同準(zhǔn)確度等級，作為檢定和測【長度規(guī)范】是按國家規(guī)定的不同準(zhǔn)確度等級，作為檢定和測 量用的丈量器具。量用的丈量器具。【基準(zhǔn)和規(guī)范的區(qū)別】【基準(zhǔn)和規(guī)范的區(qū)別】 準(zhǔn)確度和丈量中的作用不同，其它方面無本質(zhì)區(qū)別。準(zhǔn)確度和丈量中的作用不同，其它方面無本質(zhì)區(qū)別?！痉N類】：現(xiàn)有九大類【種類】：現(xiàn)有九大類 線紋長度規(guī)范線紋尺；端面長度規(guī)范量塊；線紋長度規(guī)范線紋尺；端面長度規(guī)范量塊； 24m24m基線規(guī)范；基線規(guī)范； 平面角規(guī)范；平面角規(guī)范； 度盤檢定規(guī)范；平面度規(guī)范平晶；度盤檢定規(guī)范；平面度規(guī)范平晶； 外表粗糙度規(guī)范單、多刻線樣板；外表粗糙度規(guī)范單、多刻線樣板； 齒輪漸開線規(guī)范；齒輪漸開線規(guī)范； 螺紋規(guī)范，絲杠規(guī)范及圓度規(guī)范。螺紋規(guī)范，絲杠規(guī)范及圓