长度测量工具的发展
长度的基本测量工具

长度的基本测量工具长度是世界上最古老的量度单位之一。
追溯到古埃及时期,长度的测量就已经存在。
自那时起,人类就摸索出各种方法来测量、衡量和记录长度的不同形式。
随着科技的进步,长度测量工具也有了很大的发展和改进,现在用以测量各种事物的长度,从莫瑞坎贝尔尺到现代数码测量仪,无一不十分有效且可靠。
尺子是一种最基本的长度测量工具,它可以帮助人们快速准确地测量出任何物体的大小。
它由两个对齐的可拉伸的杆组成,上面标有尺寸单位,显示出物体长度的具体数值。
尺子可以使用铁制、木制、塑料制或金属制,型号从折叠尺到桶尺等等,满足不同的应用需求。
卷尺是圆柱形的长度测量器,由一根线材绕成圆筒形而成,线材上刻有量度刻度,分成若干段,可以折叠,也可以拉伸,便于携带,可以测量出形状复杂的物品,比如曲线和圆弧等长度。
金属尺是一种常用的长度测量工具,它能够测量出精确的数值,它的精度能够达到万分之一米,它的结构非常简单,仅由一根柔性的金属杆完成,它的优点在于能够很好地抵抗磨损,适用于计算的复杂物体,但它的精度仍然略低于刃尺等其他测量工具。
刃尺是一种钢叉式尺子,采用钢制制作,它有四个边,每条边都有分度标记,用于精确测量物品的长度。
刃尺的设计非常精巧,它可以悬停在物体上,只有当物体大小符合分度标记时,刃尺才会精确定位。
它还可以用来测量转弯曲线、复杂几何形状以及凹凸不平的物体,因此被誉为精确测量的宝座。
数码测量仪是当今最先进的长度测量工具,它们可以用来测量任何形状物体的长度,包括复杂的形状,比如曲线和圆弧等。
数码测量仪结合了传统的机械测量技术和最新的数字技术,并且通过一块高精度的棱镜发射出一条激光光线,以便精确地测量出长度。
数码测量仪不仅精确,而且更加方便快捷,减少了人工测量工作量,极大地提高了工作效率。
从尺子到数码测量仪,长度测量工具的发展已经取得了长足的进步,有效提升了工作效率和精度。
不同的测量工具有不同的特点,在实际应用中也有不同的用途,但总结起来,他们都在以有效、可靠的方式帮助人们测量出不同物体的长度,从而促进工作效率和进步。
从古至今长度单位的演变

从古至今长度单位的演变1. 开场白嘿,大家好!今天咱们聊聊长度单位的那些事儿。
说到长度单位,可能有人觉得这话题有点干,但是,等你听完,保证你会对这些小小的数字和单位有新的认识,甚至会哈哈大笑!想象一下,从古代到现代,人类为了量东西,真的是绞尽脑汁,真是“千方百计”啊!1.1 古代的长度单位先来个历史回顾吧!咱们中国古代有个神奇的长度单位叫“尺”,其实这不是随便量的。
古人为了量东西,最早是用自己的身体来当尺度,比如手掌的宽度、脚的长度,甚至是肘部的距离!想想当时的人,他们可真是“以人为本”,不过,千人千尺,量来量去,搞得最后大家都懵了。
那时候的尺子,跟现在的直尺比起来,简直是“无厘头”!再说说古埃及,他们有个单位叫“肘”,这可不是随便的肘哦,而是从肘部到手指尖的长度,差不多也就半米多一点。
想象一下,如果你当时量个东西,万一碰上个手臂长得特别的人,那真是“麻烦大了”!你测量的长度可能和别人完全不一样。
1.2 长度单位的演变时间一晃,就到了中世纪。
随着贸易的发展,人们意识到,得有个统一的标准才行,否则“各自为政”的情况会让人头疼得要命。
于是,长长的尺子和米尺就应运而生。
那个时候的尺子就像今天的淘宝链接一样,大家都争相购买,生怕买到的是“劣质品”!进入近代,米制的出现简直是“如虎添翼”。
大家都知道,米是国际通用的长度单位,采用的也挺简单:一米是光在真空中一秒钟内走的距离,听起来是不是很高大上?不过,别以为古代的尺子就此消失,很多地方依然用着传统的尺码,简直是“古老而又时尚”。
2. 世界的长度单位当然,除了中国,世界各地还有各种各样的长度单位。
比如,英尺、英寸这些单位都是源自于古英格兰。
想象一下,古时候的英国人用自己的脚来量,今天的我们还在用英尺算距离,简直就是“根深蒂固”啊!我总在想,假如当时的英国人穿的是超大号的鞋,那全世界的建筑岂不是要“水涨船高”?而在美洲,特别是美国,他们对于长度单位依然是执着的坚持英制,米制进不去,真是“好事多磨”。
古人测量物体长度的方法 数学文化

古人测量物体长度的方法数学文化
古人测量物体长度的方法有以下几种:
1. 直接测量:这种方法简单直观,只需要用一根直木棍或绳子等工具与被测物体对比即可。
这种方法虽然简单,但精度容易受到观察者的主观影响。
2. 间接测量:当需要测量较长的物体或距离时,古人会采用间接测量的方法。
例如,用步数来测量距离,或者用相似比例的方法来计算长度。
这种方法虽然较为复杂,但精度较高。
3. 工具测量:随着社会的发展,古人开始使用各种工具来测量长度。
例如,商代时期出现了骨尺、牙尺等工具,这些工具的精度比木棍、绳子等要高得多。
到了春秋战国时期,开始出现用铜、铁等金属制成的尺,这些尺的长度和精度都得到了进一步提高。
4. 数学方法:古代数学的发展也为测量提供了更精确的方法。
例如,利用相似三角形的方法来计算距离,利用勾股定理来计算角度等。
这些数学方法的应用,不仅提高了测量的精度,还为后来的科学研究奠定了基础。
总的来说,古人测量物体长度的方法在不断地发展和完善。
这些方法不仅反映了古代人类的智慧和创造力,也为现代的测量技术和工程提供了宝贵的经验和启示。
古代测量工具

古代测量工具Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】中国古代的测量工具中国古代使用的测量工具主要是规、矩、准、绳. 规就是画圆的圆规. 矩是曲尺,可用于检查直角,画长方形和正方形. 木工现在还在使用曲尺,学生和科研人员绘图用的三角板和丁字尺,是矩的进一步发展. 准是水准器,用于检查是否水平. 绳子可用于画直线和检测直线. 准和绳,现在仍是木工和建筑工人的主要测量工具.传说规矩是伏羲发明的. 伏羲是古代神话传说中的人物,他和妹妹女娲是人类的始祖. 山东嘉祥县汉代武梁祠石碑上刻有伏羲女娲像,伏羲手执矩,女娲手执规. 规矩准绳这些测量工具到春秋战国时期,应用已经普遍. 《吕氏春秋》中说:“为圆必以规,为方必以矩,为平直必准绳. ”这是古籍中关于规矩准绳的明确记载. “没有规矩,不能成方圆”这句话就源于古代数学.司马迁在《史记》中写到大禹治水时有这样一段话:“(禹)陆行乘车,水行乘舟,泥行乘橇. 山行乘撵,左准绳,右规矩,载四行,以开九州,通九道”. 在这里,司马迁给我们展现了禹带领测量队治水的生动画卷. 你看,禹带着测量人员,肩扛测量仪器,准、绳、规、矩样样具备. 他们有时在陆地坐车行进,有时在水上乘船破浪,有时在泥泞的沼泽地里坐着木橇,有时穿着带铁钉的鞋登山. 由此可见,“准、绳、规、矩” 是古代使用的测量工具.“准” 是古代用的水准器. 这在《汉书》上就有记载. “绳”是一种测量距离、引画直线和定平用的工具,是最早的长度度量和定平工具之一. 禹治水时,“左准绳”就是用“准”和“绳” 来测量地势的高低,比较地势之间高低的差别. “规”是校正圆形的用具. “矩”是古代画方形的用具,也就是曲尺. 古人总结了“矩”的多种测绘功能,既可以定水平、测高、测深、测远,还可以画圆画方. 一个结构简单的“矩”,由于使用时安放的位置不同,便能测定物体的高低远近及大小,它的广泛用途,体现了古代中国人民的无穷智慧.然而,“准、绳、规、矩”还不是最早的测量工具. 1952 年,人们在陕西省西安市半坡村发现了一处距今约六七千年的氏族村落遗址. 在这个遗址中,有完整的住宅区,其中有四十六座圆形的或方形的房子,门都是朝南开的. 由此可以断定,氏族人是能准确地辨别方向的. 他们用什么办法来辨认方向呢据推测,他们是观察太阳、星星来辨别方向的.一般的物体,如树木、房屋等,在太阳光的照耀下,都会投射出影子来,人们在生产和生活实践中常常观察这些影子,慢慢地,人们发现这些影子不仅随着时间的推移而变化着,而且还发现这些影子的变化是有规律的. “立竿见影”便是我国古老的测量工作. 古人们用“立竿见影”来确立方向,测定时刻,或者测定节气乃至回归年的长度等等. 由此可以说,中国最古老、最简单的测量工具是“表”,也就是普通的竹竿、木竿或者石柱等物. 人们从远古研究“竿影”不知有多少千万年了. 经过长期的生产实践,人们通过“竿影”的丈量和推导,创造出一套“测量高远术”来,“立竿见影”成了汉语中的一句成语.。
长度、时间及其测量

人教版九年级《12.3长度、时间及其测量》教案(附课后练习)教学难点1、长度的间接测量方法。
2、误差和错误的区别一、时间的测量1、计时工具(1)教师概括介绍计时工具的发展变化过程。
在古代,人们用日晷、沙漏等器具来计时。
16世纪后,欧洲出现了有重锤的摆钟,近代机械式钟表就是在它的基础上发展起来的。
现代利用石英晶体制成了稳定、轻巧、方便的电子钟表,它们一天的偏差不超过0.5秒。
目前最准确的计时装置是天文台使用的原子钟,30万年的偏差只有1秒。
(2)交流课外收集的有关古代人和现代人测量时间的工具、测量方法?简要介绍日晷、沙漏计时原理:①日晷:在太阳照射下垂直于日晷圆盘上的杆在圆盘上形成影,随太阳升降运动,不同时刻在日晷上影子的位置不同,在日晷上对应位置标上对应的时刻,就可以用来计时了;②沙漏:沙漏上方容器的沙子以相同的时间间隔向下方的容器漏下相同数量的沙子,根据漏下的沙量计时。
)2、时间单位(1)复习小学学过的时间单位及单位间进制率。
(2)阅读课文第27页倒数第二自然段,了解在国际单位制中时间的单位是秒。
让学生阅读课文第28页科学世界<<计时标准>>了解“秒”的准确定义:铯原子振动9192631770次所需的时间定义为1s。
(3)认识时间单位的符号:小时(h)、分(min)、秒(s)3 、停表的使用二、长度的测量1、常用的长度测量工具(1)让学生说出所知道的长度测量工具如刻度尺等,然后教师出示一些常用的测量工具(刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器)让学生观察。
(2)让学生找出身体的哪些部位可以做为“尺”。
①伸开手掌,从大拇指到中指指尖的距离,称为“一柞”。
②伸开两臂的长度,大约等于身高;人步行时,平均一步的长度;某一个手指的宽度等。
2、长度的单位(1)复习小学学过的长度单位及单位间进率。
了解长度单位还有微米、纳米等。
(2)阅读课文第28页倒数第一自然段,了解在国际单位制中长度的单位是米。
长度的测量与比较

长度的测量与比较在日常生活中,长度是我们经常需要测量和比较的物理量之一。
无论是购买家具、衣物还是计算尺寸,我们都离不开对长度的测量与比较。
本文将探讨长度的测量方法以及不同单位之间的比较。
一、长度的测量方法1. 直尺法直尺是最基本的测量工具之一,通过放置直尺的两端于被测物体的起始和结束位置,可以测量出物体的长度。
直尺法在测量较短的长度时相对简单易行。
2. 卷尺法卷尺是一种常见的测量工具,特点是具有弹性且可卷起。
卷尺通过将卷尺的起始端对准被测物体的起始位置,然后紧紧贴合物体的表面直至物体的结束位置,读取卷尺上的刻度值,即可得到长度的测量结果。
3. 十字尺法十字尺是一种用于测量内外距离的工具,它由两条固定在一起成为十字形的尺组成。
通过调整尺的间距,可以测量出物体的内外径等长度。
二、长度单位的比较1. 厘米和分米厘米和分米都是常见的长度单位,它们之间的换算关系是1分米等于10厘米。
在实际应用中,我们可以通过换算关系将长度从厘米换算为分米或者从分米换算为厘米,以满足具体需求。
2. 米和千米米是国际通用的长度单位,而千米则表示一千米的长度。
这两个单位常用于测量较远距离的长度,如国家边界、城市之间的距离等。
通过换算关系,我们可以将长度从米换算为千米或者从千米换算为米。
3. 英寸和尺英寸和尺是英制长度单位,常用于一些特定场合。
英寸通常用于测量电视屏幕、手机尺寸等,而尺常用于测量一些传统家具的长度。
虽然英制和国际制的长度单位不同,但通过相应的换算关系,我们可以进行单位之间的转换。
三、长度的应用场景1. 建筑工程在建筑工程中,长度的测量是不可或缺的步骤。
建筑师需要准确地测量地板的长度、天花板的高度等,以便进行设计和施工。
通过合理选择测量工具和采取正确的测量方法,可以确保建筑物的精确度和建造质量。
2. 地理测量地理测量需要测量地球上两个地点之间的距离,而这些距离往往是非常巨大的。
卫星定位系统(GPS)的发展大大促进了地理测量的精确性和便利性,使得我们能够更加准确地测量和比较地理空间的长度。
高一物理必修三 科学测量 :长度的测量及测量工具
2、应用:
外
内
径
径
长 度
深
或
宽 度
度
3.分类:
10分度游标卡尺 20分度游标卡尺 50分度游标卡尺
(一)10分度游标卡尺:
1.原理:
主尺
0
1
0
5
10
游标尺
当左右测量爪合在一起时,游标尺的零刻度线与主尺的零刻度线重合
主尺:每个格表示1mm
游标尺: 9mm
10等分
每个格表示
9 mm 10
游标尺每个格比主尺每个格短 (1- 9 )mm= 1 mm=0.1mm
49 mm 50
游标尺每个格比主尺每个格短 (1- 49)mm= 1 mm 0.02mm
50
50
最小分度(精确度):0.02mm
例3、读数练习:
1.024
10mm +12 ╳ 0.02mm =10.24mm 17mm +0 ╳ 0.02mm =17.00mm
17.00 易错点:看成10分度的
注意事项:
在保证测量精度的前提下,应全面考虑测量工具的成本、耐磨性、测量效率等因 素,选择比较经济、测量效率较高的测量工具。
随着科学技术的发展,长度测量范围日益扩大,对测量工具的测量精度和效率的 要求越来越高,测量工具也不断改进。例如,利用光束的某些特性设计和制造的激 光测距仪01
9.695
1.5mm +10.1╳0.01mm =1.601mm 9.5mm +19.5╳0.01mm =9.695mm
读数= 固定刻度读数 +可动刻度读数 +估读读数 注意:固定刻度上表示0.5mm 的刻度线是否露出。
注意事项:
1、在使用螺旋测微器之前,首先应检查零点。 用左手拿尺架,右手缓慢转动微调旋钮 , 使测微螺杆F和测砧A接触,至棘轮发出声音为止, 此时可动刻度E上的零刻线应当和固定刻度B上的中间线对齐, 否则就有零点误差;
长度的测量ppt课件
例题2 估测下列物体的长度,填上合适的单位.
某人高约为1.67( m )
头发丝直径约为0.07( mm )
一层楼房高约为30( dm )
钢笔长约为0.15( m )
课桌高度约为75( cm )
PART THREE
长度的测量
常用的测量长度的工具
直尺
卷尺
三角尺
认识刻度尺
测量的范围
零刻度线
1. 它的零刻度线在哪里?
材(如三角板、直尺),把不可直接测量的长度“平
移”到刻度尺上,从而可直接测出该长度.
实例:测量硬币直径、圆的直径、圆锥体的高度
03
化曲为直1(软线法)
实例:测地图线路长度等
具体做法:
①取一根弹性很小(或没有弹性)的细线与曲线完全重合,
②并在细线首尾做上标记,然后将细线拉直,
③用刻度尺测出细线首尾记号间的长度便是曲线的长度.
交流和生产贸易带来诸多不便。秦朝第一次统一了度量衡,有力地推动
了社会和经济的发展。
自由活动
如图1-1-3所示,“1拃”为大拇指和中指伸开的距离,
试用“拃”为单位估测课桌的长度。
课桌长度为
拃。
和其他同学交流测量结果,看看是否一致。
用手测量课桌的长度,同学们的测量结果
大 小不一。可见这样测量虽然比较便捷,但测量
(2)地球的半径为2.6×104km= 2.6×107 m
(3)一个甲型H7N9流感病毒分子的直径约为
3×10-8m= 3×10-2 μm=
30
nm。
思考:你知道1 m、1 dm、1 cm、1 mm分别有多长吗?
易拉罐的高度约为1 dm
交通卡厚度约为1 mm
扫帚的长度约为1 m
长度测量
a ai /(n 1)
(a
i 1 n
判断有无应当剔除的异常数据,如有,剔除后重新计算 3.计算平均值的标准差 a
i
a )2
n
n(n 1)
4.标准偏差乘以置信度系数t得到A类不确定度 U t Aa n, p a
5.根据仪器允差确定B类不确定度
U Ba
4.要学会正确读数和记录的方法。当被测长度 的一端和刻度尺零刻度线对齐,另一端位于两 个最小刻度之间时,只能用眼睛估读,因而是 不准确的,记录的数字要比刻度尺的最小刻度 的示数多一位。
0
1 A
2
4
5 B
6
6 C
7
8
Байду номын сангаас
D
图1
8
7
6
二、游标卡尺
游标卡尺是由毫米分度值的主尺和 一段能滑动的游标副尺构成,它能够把
mm位下一位的读数较准确地读出来,因
而是比钢尺更准确的测量仪器。游标卡
尺可以用来测量长度、孔深及圆筒的内
径、外径等几何量。
游标卡尺结构图
图2-1 游标卡尺
游标卡尺主要由两部分构成,如图 2-1所示:与量爪A、A’相连的主尺D(主 尺按米尺刻度);与量爪B、B’及深度尺 C相连的游标E。游标可贴着主尺滑动。 量爪A、B用来测量厚度和外径,量爪A’、 B’用来测量内径,深度尺C用来测 量槽的深度。它们的读数值,都是由游 标的0线与主尺的0线之间的距离表示出 来的。F为固定螺钉。
仪b b 3 0.2%
Ud 0.2% d
仪d d 3 0.2%
仪a a 3 0.2%
塔尺 铟钢尺
塔尺铟钢尺
(最新版)
目录
1.塔尺和铟钢尺的定义与特点
2.塔尺和铟钢尺的应用领域
3.塔尺和铟钢尺的优缺点比较
4.塔尺和铟钢尺的发展前景
正文
塔尺和铟钢尺是两种常见的测量工具,它们各自具有独特的特点和应用领域。
塔尺,又称塔形尺,是一种主要用于测量长度的工具。
它通常由一根细长的金属条制成,有两个可移动的标尺,可以测量物体的长度、宽度和高度。
塔尺的特点是结构简单,使用方便,精度高,因此在工程、建筑等领域有广泛的应用。
铟钢尺,又称铟钢直尺,也是一种测量长度的工具。
它通常由一根长条形的铟钢材料制成,具有高强度、高硬度和耐磨损的特点。
铟钢尺主要用于精密仪器、设备的测量和检测,例如在机械制造、航空航天等领域有广泛的应用。
虽然塔尺和铟钢尺都是用于测量长度的工具,但它们的应用领域有所不同。
塔尺更适合于一般工程和建筑领域的测量,而铟钢尺则更适合于精密仪器和设备的测量。
此外,塔尺和铟钢尺的优缺点也有所不同。
塔尺的优点是结构简单,使用方便,精度高;缺点是测量范围有限。
铟钢尺的优点是精度高,强度大,耐磨损;缺点是价格较高,使用和维护较为复杂。
随着科技的发展,塔尺和铟钢尺都在不断改进和升级,以满足更高的测量需求。
未来,塔尺和铟钢尺的发展前景看好,它们将继续在各个领域
发挥重要的作用。
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长度测量工具发展工具简介将被测长度与已知长度比较,从而得出测量结果的工具,简称测量工具。
长度测量工具包括量规、量具和量仪。
习惯上常把不能指示量值的测量工具称为量规;把能指示量值,拿在手中使用的测量工具称为量具;把能指示量值的座式和上置式等测量工具称为量仪。
智能之前工具简史最早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具,例如角尺、卡钳等。
角尺卡钳16世纪,在火炮制造中已开始使用光滑量规。
1772年和1805年,英国的J.瓦特和H.莫兹利等先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特千分尺和校准用测长机。
瓦特千分尺新型测长机19世纪中叶以后,先后出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具。
19世纪末期,出现了成套量块。
112块成套量块继机械测量工具出现的是一批光学测量工具。
19世纪末,出现立式测长仪,20世纪初,出现测长机。
新式测长仪测长机到20年代,已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量。
1928年出现气动量仪,它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。
浮标式气动量仪电学测量工具是30年代出现的。
最初出现的是利用电感式长度感应器制成的界限量规和轮廓仪。
界限量规轮廓仪50年代后期出现了以数字显示测量结果的坐标测量机。
60年代中期,在机械制造中已应用带有电子计算机辅助测量的坐标测量机。
三坐标测量机至70年代初,又出现计算机数字控制的齿轮量仪,至此,测量工具进入应用电子计算机的阶。
计算机数字控制的齿轮量仪工具分类测量工具通常按用途分为通用测量工具、专类测量工具和专用测量工具3类。
测量工具还可按工作原理分为机械、光学、气动、电动和光电等类型。
这种分类方法是由测量工具的发展历史形成的。
但一些现代测量工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等原理并与电子计算机技术相结合的测量工具,因此,这种分类方法仅适用于工作原理单一的测量工具。
通用测量工具可以测量多种类型工件的长度或角度的测量工具。
这类测量工具的品种规格最多,使用也最广泛,有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、卡尺、千分尺、百分表(见百分表和千分表)、多齿分度台、比较仪、激光干涉仪、工具显微镜、三座标测量机等。
专类测量工具用于测量某一类几何参数、形状和位置误差(见形位公差)等的测量工具。
它可分为:①直线度和平面度测量工具,常见的有直尺、平尺、平晶、水平仪、自准直仪等;②表面粗糙度测量工具,常见的有表面粗糙度样块、光切显微镜、干涉显微镜和表面粗糙度测量仪等(见表面粗糙度测量);③圆度和圆柱度测量工具,有圆度仪、圆柱度测量仪等(见圆度测量);④齿轮测量工具,常见的有齿轮综合检查仪、渐开线测量仪、周节测量仪、导程仪等(见齿轮测量);⑤螺纹测量工具(见螺纹测量)等。
专用测量工具仅适用于测量某特定工件的尺寸、表面粗糙度、形状和位置误差等的测量工具。
常见的有自动检验机、自动分选机、单尺寸和多尺寸检验装置(见自动测量)等。
工具结构工具显微镜分小型﹑大型和万能3种类型﹐其常见的测量范围分别为50×25毫米﹐150×75毫米和200×100毫米。
它们都具有能沿立柱上下移动的测量显微镜和坐标工作台。
测量显微镜的总放大倍数一般为10倍﹑20倍﹑50倍和100倍。
小型和大型的坐标工作台能作纵向和横向移动﹐一般采用螺纹副读数鼓轮﹑读数显微镜或投影屏读数﹐也有采用数字显示的﹐分度值一般为10微米﹑5微米或1微米。
万能工具显微镜的工作台仅作纵向移动﹐横向移动由装有立柱和测量显微镜的横向滑架完成﹐一般采用读数显微镜﹑投影屏读数或数字显示﹐分度值为1微米。
工具显微镜的附件很多﹐有各种目镜﹐例如螺纹轮廓目镜﹑双像目镜﹑圆弧轮廓目镜等﹐还有测量刀﹑测量孔径用的光学定位器和将被测件投影放大后测量的投影器。
此外﹐万能工具显微镜还可带有光学分度台和光学分度头等。
基本组成主要有已知长度、定位瞄准、放大细分和显示记录等部分。
量规基本上只有已知长度部分。
在一些量具、量仪中,这几部分也不是截然分开的,有的放大细分和显示实际上是一个部分,例如百分表类测量工具;有的瞄准、放大细分和显示等部分是一个部件,例如读数显微镜等。
已知长度部分主要有两种形式:①经过长度计量的量值传递中的传递系统检定过的长度和角度,例如比长仪中线纹尺上的刻度,激光干涉仪中的激光波长,长、圆计量光栅上分别由密集线条组成的长度和角度,角度量块两测量平面间形成的角度等。
②一些具有准确形状的几何量。
例如平晶的光学测量平面,激光准直仪中的激光束,渐开线测量仪中由基圆盘、直尺机构产生的渐开线轨迹和由圆度仪精密轴系等形成的圆轨迹等。
定位瞄准部分用于确定被测长度与已知长度的相对位置,使两者能正确地比较,从而得到准确的量值。
有接触式和不接触式两种定位瞄准方法。
放大细分部分把已知长度中的最小单位长度放大细分,使之能准确地分辨出已知长度与被测长度的微小差值,主要有机械、光学、气动、电学和光电等类型。
①机械型:如采用斜楔、杠杆、齿轮、扭簧等的放大机构和利用游标原理的细分机构等。
②光学型:如读数显微镜的显微镜光学系统、投影仪的投影光学系统和自准直仪的自准直光学系统等。
③气动型:利用弹性元件、锥度玻璃管等分别将空气压力或空气流量转换放大以便于指示量值,主要用于气动量仪。
④电学型:电子放大常用于以模拟量,例如以电压作为被测尺寸电信号输出的电学测微仪中;电子细分常用于以脉冲量输出电信号的测量系统,例如感应同步器、磁栅等测量系统中。
⑤光电型:采用光学方法和电学方法先后将被测尺寸转换、放大、细分,以得到所需要的分辨率,常用于光栅测量系统(见光栅测长技术)、激光干涉仪、固体阵列测量系统(见长度传感器)等。
显示记录部分用于将测量结果显示、记录出来。
常见的显示记录方法有刻度指示、记录显示、数字显示和图象显示等。
①刻度指示:利用表盘和指针等指示量值,或利用其他具有刻度的读数装置,例如读数显微镜等读出量值。
②记录显示:用记录器记录被测长度的误差曲线,它适用于需要连续记录各点误差以便计算和分析的测量,例如表面粗糙度测量、圆度测量和齿轮测量等。
③数字显示:测量结果以数字形式显示出来,它可以避免刻度指示容易读错的缺点。
数字显示的方式很多,有数码管显示、液晶显示、光学数字显示、机械式数字显示和打印机打字输出等。
④图象显示:用阴极射线管(CRT)以图象形式将测量结果显示出来,也可用X-Y绘图仪描绘出来。
这种显示方法直观,也便于分析。
需要进行计算和数据处理的测量工具,尚要配备计算部分,例如微处理机或电子计算机等。
设计规则设计测量工具,应尽可能遵守阿贝原则。
它是德国的E.阿贝在19世纪60年代提出的。
他认为,在长度测量中,被测长度应位于线纹尺刻度中心线的延长线上。
按此原则设计的测量工具,由导轨直线度误差引起的测量误差是二阶误差,一般可以忽略不计,这样就可以获得精确的测量结果。
但要遵守阿贝原则,测量工具的长度就得大于被测长度的两倍以上。
这对测量工具的刚度、制造和使用都很不利,对测量范围大的测量工具,更是如此。
这是不少测量工具的设计没有遵循阿贝原则的原因之一。
在测量工具设计中也可采用爱宾斯坦平行光学系统(见测长机)来补偿由于导轨误差引起的测量误差,或采用电子计算机自动修正由于导轨误差和被测长度定位不正确等引起的测量误差。
除了阿贝原则外,设计时应考虑的还有测量链最短原则、基面统一原则等。
测量方法工具显微镜主要用於测量螺纹的几何参数﹑金属切削刀具的角度﹑样板和模具的外形尺寸等﹐也常用於测量小型工件的孔径和孔距﹑圆锥体的锥度和凸轮的轮廓尺寸等。
工具显微镜的基本测量方法有影像法和轴切法。
影像法﹕利用测量显微镜中分划板上的标线瞄准被测长度一边后﹐从相应的读数装置中读数﹐然后移动工作台(或横向滑架)﹐以同一标线瞄准被测长度的另一边﹐再作第二次读数。
两次读数值之差即被测长度的量值。
图 2 用影象法测量样板尺寸为利用影像法测量样板的L 尺寸。
轴切法﹕测量过程与影像法相同﹐但瞄准方法不同。
测量时分划板上的标线不直接瞄准被测长度的两边﹐而瞄准与被测长度相切的测量刀上宽度为3微米的刻线﹐以此来提高瞄准精度精度评定主要是评定测量工具在规定条件下的测量精确度。
常见的评定方法有检定法、比对法和误差分离法。
检定法测量工具按检定规程检定合格后,方能使用。
一般是利用长度标准器检定,例如:用量块检定千分尺和卡尺;用标准线纹尺检定比长仪和测长机等。
比对法利用两台以上相同精度等级的测量工具相互对比,以确定其精确度。
这种方法适用于评定一些精度等级很高的测量工具,例如激光干涉仪、激光干涉比长仪等,因为对于这类高精度的测量工具,没有合适精度的长度标准器可供检定之用。
误差分离法适用于一些高精度(形状误差小)和具有封闭圆周角的测量工具。
例如检定1级平晶,如待检的三块平晶1、2、3的平面度误差分别为x、y、z,则把它们按1与2,2与3,3与1组合起来互检平面度。
得出的量值分别为a、b、c。
列出方程式x+y=a,y+z=b,x+z=c。
解方程式后即可求出x、y、z的量值。
此外,检定圆度仪和多齿分度台也可用这种方法。
常用石英玻璃球圆度仪和多齿分度台也可用这种方法。
常用石英玻璃球检定圆度仪,因玻璃球等也有误差,所以利用多次转位方法分离出玻璃球和圆度仪精密轴系各自的误差。
多齿分度台也是利用其具有封闭圆周的特性,把两台多齿分度圆台重叠在一起,各自向相反方向依次转动一个相同的角度,从单色光自准直仪中读出其量值,把一系列测得的量值处理后从中求得每台各自的分度误差。
轻、精、快将是未来的测量设备发展主题谈到未来模具测量设备会是怎样的趋势时,我脑中第一闪现的就是Arthur L.Schawlow 和Charles H.Townes两位博士,因为若不是他们在20世纪50年代发明的美国专利--激光和激光器,我们的制造业就不会发生今天翻天覆地的变化了。
而这个变化也包括了题目的主题:测量。
大家可能对这样的工作场景仍然记忆犹新,以模具为例,用手工测量获得数据、手工记录数据和打样,若产品合格则生产,不合格则重复以上步骤(材料、人力的浪费不计)。
早期的手动式测量仪是由操作者用手握住主轴使其沿着轴移动,测量时测量误差极易产生,如探头与工件间测量压力,探头移动因加速度造成轴产生弯曲导致测量误差。
马达驱动式三坐标测量仪的改进是:由游戏杆控制来简易操作,减少误差。
CNC式三坐标测量机则加入了计算机预设定程序,可以自动执行测量功能。
这些坐标测量机都是以机械系统为主要部件,即由互成直角的三个测量方向的三轴导轨为主要部件,一般采用气浮导轨、直流电机驱动、光杠/皮带或齿轮/齿条等传动方式。
它还有一个测头系统,电气控制硬件系统和数据处理软件系统。
但是现在我们有了激光,当激光技术成功运用于测量时,其精确度和准确度是令人赞叹的,更重要的是它可以更加省时、高效、节省成本和提高产品品质。