精密测量长度尺寸测量ppt课件

1、 第二章长度尺寸丈量2 21 1 长度的基规范和量值传送长度的基规范和量值传送 长度计量基准是指以现代科学技术所能到达的最高准确度，保管和复现长度单位“米的整套配备。 长度计量基准是各国之间和一个国家内部一致长度单位的基准，也是保证量值准确和实现互换性的基础。“米是长度计量的根本单位。本节主要内容：长度基准“米的定义、复现、历史沿革长度基准、规范的概念及量值传送系统一、长度的根本单位一、长度的根本单位“米米 的定义及其复的定义及其复现现、米定义的历史演化长度根本单位米定义的建立，阅历了一个从自然基准到实物基准，又从实物基准到自然基准，最后开展为用物理常数来定义的演化过程。P31【米制的提出与复

2、现】【米制的提出与复现】17901790年，法国科学院受法国国民议会委托，初次年，法国科学院受法国国民议会委托，初次提出提出“米制概念。它将经过巴黎天文台的地球子午米制概念。它将经过巴黎天文台的地球子午线长度的四千万分之一定义为线长度的四千万分之一定义为“米。米。1792179217981798年，在西班牙的巴塞罗那和法国的敦年，在西班牙的巴塞罗那和法国的敦刻尔克间进展三角丈量，得出经过巴黎天文台的地球刻尔克间进展三角丈量，得出经过巴黎天文台的地球子午线从赤道到地极点的间隔子午线从赤道到地极点的间隔 ，并以它的千万分之，并以它的千万分之一一( (相当于地球子午线的四千万分之一相当于地球子午线的

3、四千万分之一) )作为一米的长作为一米的长度，于度，于17991799年用铂金制成横截面积为年用铂金制成横截面积为25.325.34.054.05毫米毫米的矩形端面基准米尺，米尺两端面间的间隔的矩形端面基准米尺，米尺两端面间的间隔 即为一即为一米。它保管在法兰西共和国档案局，所以称为米。它保管在法兰西共和国档案局，所以称为“档案档案米尺，又称米尺，又称“阿希夫米尺。阿希夫米尺。 复现误差复现误差0.20.2【第一次国际米定义】【第一次国际米定义】 实物线纹基准，不确定度实物线纹基准，不确定度1.11.110-710-7国际基准米尺米原器：国际基准米尺米原器： 18881888年，国际计量局从年

4、，国际计量局从3131根用铂铱合金制成的根用铂铱合金制成的尺子中选出与阿希夫米尺长度最接近的第尺子中选出与阿希夫米尺长度最接近的第号米尺号米尺作为国际基准，此即作为国际基准，此即“国际基准米尺。其复现准国际基准米尺。其复现准确度可以到达千万分之一。确度可以到达千万分之一。定义：定义：18891889年，第一届国际计量大会正式成认并重新年，第一届国际计量大会正式成认并重新把把“米定义为：米定义为：“在在00时，尺的中性面上两条时，尺的中性面上两条刻线沿尺轴方向的长度为一米刻线沿尺轴方向的长度为一米 。从此，。从此，“米米的定义由端面间隔的定义由端面间隔 转为刻线间间隔转为刻线间间隔 。1889：

5、表示国际米原器的截面：表示国际米原器的截面 【第二次国际米定义】【第二次国际米定义】 自然基准，不确定度自然基准，不确定度2.52.510-810-8 19601960年的第十一届国际计量大会经过以年的第十一届国际计量大会经过以“氪氪-86-86的的辐射光波长定义辐射光波长定义“米的决议。这个米的决议。这个“米的定义是：米的定义是： “1 1米等于氪米等于氪-86-86原子在原子在2P102P10和和5D55D5能级之间跃迁时，其能级之间跃迁时，其辐射光在真空中的波长的辐射光在真空中的波长的1650763.731650763.73倍。同时宣布倍。同时宣布废除废除18891889年确定的米定义和

6、国际基准米尺。这样年确定的米定义和国际基准米尺。这样“米米在规定的物理条件下在任何地点都可以复现，所以在规定的物理条件下在任何地点都可以复现，所以也有称之为自然基准的。也有称之为自然基准的。【第三次国际米定义】【第三次国际米定义】 最新米定义，基准为根本物理常数。最新米定义，基准为根本物理常数。 、最新米定义及其复现、最新米定义及其复现1 1定义：定义： 19831983年年1010月召开的第月召开的第1717届国际计量大会届国际计量大会, ,经过了现行经过了现行的最新米定义是：的最新米定义是：“1m1m是光在真空中于是光在真空中于1/2997924581/299792458s s的时间间隔内

7、所行进的路程长度的时间间隔内所行进的路程长度 。2 2复现：定义的实现实物化复现：定义的实现实物化, ,有三种复现方法。有三种复现方法。【飞行时间法】【飞行时间法】 根据式根据式=C t=C t，准确测出平面电磁波经过路程的时，准确测出平面电磁波经过路程的时间间隔间间隔t t、光速值、光速值C C 给定，从而求得长度值。给定，从而求得长度值。 用于天文、大地等丈量任务的复现方法用于天文、大地等丈量任务的复现方法. .【真空波长法】【真空波长法】 用频率为用频率为 f f 的平面电磁波的真空波长来复现米。这的平面电磁波的真空波长来复现米。这个波长是经过丈量平面电磁波的频率个波长是经过丈量平面电磁

8、波的频率f f，然后运用关系式，然后运用关系式 c/fc/f得到的。用真空波长法复现米，在实践运用中得到的。用真空波长法复现米，在实践运用中仍可运用传统的光波干涉法。仍可运用传统的光波干涉法。 用于实验室计量测试任务的复现方法用于实验室计量测试任务的复现方法. .【用于普通丈量任务的复现方法】【用于普通丈量任务的复现方法】直接运用国际米定义咨询委会直接运用国际米定义咨询委会CCDMCCDM引荐的几种引荐的几种稳频激光器的频率值与波长值。要求：按引荐的波长值、稳频激光器的频率值与波长值。要求：按引荐的波长值、运用条件、不确定度运用。运用条件、不确定度运用。 、新米定义的特点、新米定义的特点1 1

9、将米的定义与单位的复现方法这两者分别。将米的定义与单位的复现方法这两者分别。2 2新定义不仅废除了长度计量的实物基准，而且还废新定义不仅废除了长度计量的实物基准，而且还废除了单一的长度计量基准。除了单一的长度计量基准。3 3新的米定义把真空中光速值新的米定义把真空中光速值C=299792458m/sC=299792458m/s作为一作为一个固定不变的物理常数确定下来。光速值从此不再是个固定不变的物理常数确定下来。光速值从此不再是一个物理学中可丈量的量，而作为一个换算常数。一个物理学中可丈量的量，而作为一个换算常数。4 4在目前条件下，米定义的改动不影响米作为根本单在目前条件下，米定义的改动不影

10、响米作为根本单位的位置。这一特点使得目前通用的国际单位制不用位的位置。这一特点使得目前通用的国际单位制不用作任何改动作任何改动 。 二、长度基准二、长度基准【计量基准】【计量基准】有时亦称最高规范，是在特定领域内具有时亦称最高规范，是在特定领域内具有当代最高计量特性的规范，用以定义、实有当代最高计量特性的规范，用以定义、实现、坚持或复现量的计量单位，它是计量的现、坚持或复现量的计量单位，它是计量的最高根据。最高根据。【长度基准】【长度基准】在长度计量领域具有当代最高计量特性在长度计量领域具有当代最高计量特性 的规范，用以定义、实现、坚持或复现长度的规范，用以定义、实现、坚持或复现长度根本单位米

11、的规范。根本单位米的规范。【长度基准的分类】【长度基准的分类】依基准实体分：端面基准和线纹基准安装的构成依基准实体分：端面基准和线纹基准安装的构成依精度等级分：国家基准、国家副基准、任务基准依精度等级分：国家基准、国家副基准、任务基准国家基准：根据物理量根本单位的定义复现并保管单位国家基准：根据物理量根本单位的定义复现并保管单位量的量的基准器具。基准器具。职能：用于一致全国长度单位量值。职能：用于一致全国长度单位量值。特点：具有高稳定性、可复现性和可比较性、法制性特点：具有高稳定性、可复现性和可比较性、法制性及目前及目前技术所能到达的最高准确度。技术所能到达的最高准确度。国家副基准：是与国家基

12、准器具比对来确定其量值的丈国家副基准：是与国家基准器具比对来确定其量值的丈量器具。量器具。 职能：保证国家基准器具不因运用频繁而降低精度。职能：保证国家基准器具不因运用频繁而降低精度。 任务基准：由国家基准或副基准校准或比对用于检定规任务基准：由国家基准或副基准校准或比对用于检定规范的范的丈量器具。丈量器具。特点：普通是实物基准，包括线纹和端度量块两特点：普通是实物基准，包括线纹和端度量块两大类大类 。三、长度规范三、长度规范【长度规范】是按国家规定的不同准确度等级，作为检定和测【长度规范】是按国家规定的不同准确度等级，作为检定和测 量用的丈量器具。量用的丈量器具。【基准和规范的区别】【基准和规范的区别】 准确度和丈量中的作用不同，其它方面无本质区别。准确度和丈量中的作用不同，其它方面无本质区别。【种类】：现有九大类【种类】：现有九大类 线纹长度规范线纹尺；端面长度规范量块；线纹长度规范线纹尺；端面长度规范量块； 24m24m基线规范；基线规范； 平面角规范；平面角规范； 度盘检定规范；平面度规范平晶；度盘检定规范；平面度规范平晶； 外表粗糙度规范单、多刻线样板；外表粗糙度规范单、多刻线样板； 齿轮渐开线规范；齿轮渐开线规范； 螺纹规范，丝杠规范及圆度规范。螺纹规范，丝杠规范及圆