1、量块 量块是几何量计量中应用广、精度高的一种实物
标准。它是单值量具，以其两端面之间的距离复现 长度量值。常用的量块是矩形平行六面体。
量块的主要用途是常被用作计量器具的标准。高 等级的量块可用来检定低等级的量块，低等级的量 块还可以直接作为精密的量具使用。
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
如便携式光纤干涉测量仪、便携式大量程三 维测量系统等，往往用于解决现场大尺寸的测量 问题。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
4、测试方式向多样化发展 4）虚拟仪器
虚拟仪器是虚拟现实技术在精密测试领域的应用， 国内已有深入的研究。一种是将多种数字化的测试仪器 虚拟成一台以计算机为硬件支撑的数字式的智能化测试 仪器；另一种是研究虚拟制造中的虚拟测量，如虚拟量 块、虚拟螺纹量规、虚拟坐标测量机等。
1、量块 量块的等和级 按制造准确度分可分为0级，1级，2级，3级，4
级共5个级别； 按量块的测量准确度分可分为1等，2等，3等，4
等，5等，6等共6个等级。
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
1、量块 量块的性能
1）稳定性，即量块的实际长度随时间变化的程度。 2）耐磨性，量块在工作中经常与其他物体有接触， 所以要求计量面要有足够的耐磨性。 3）研合性，量块与量块经互相推合或贴合而形成一 体的性能。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
一、 几何量的概念
几何量表征物体的大小、长短、形状和位置，其 基本参量是长度和角度，除此之外，还必须加入一些 工程参量，如：圆度、锥度、粗糙度、渐开线、螺旋 线等。
几何量计量的单位有：长度单位为“米”，单位 符号为“m”，是SI的七个基本单位之一。角度单位 有两个，即平面角单位为“弧度”，单位符号为 “rad”；立体角单位为“球面度”，单位符号为 “sr”。
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第三节 几何量计量的传递和校准
二、 角度计量
线纹角度标准：刻线度盘、圆光栅、圆感应 同步器、磁性度盘、电栅盘和编码盘等
机械分度标准：多齿分度盘、分度台、分度 板和分度蜗轮等
量子测角标准：主要是环行激光器
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第三节 几何量计量的传递和校准
三、 工程参数计量
工程参量是几何量计量的主要组成部分，是机械加 工中，控制工件质量的重要手段。
工程参量可以分成通用和专用两类，通用类包括形 状和位置（简称形位）参量和表面粗糙度等，专用类 如齿轮、螺纹、花键等。
在实际生产当中应用的大量的测量工程参数的仪器 ，使用标准样板去校准是统一量值的重要方法。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
所谓两个极端就是指相对于现在测量尺寸的大尺 寸和小尺寸。中等尺寸的测量已被广泛注意，也开发 了多种多样的测试方法，目前是朝着高准确度、高测 量效率方向发展。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
二、 几何量计量的几个基本原则
1、几何量测量的四个要素 3）测量方法 测量方法－是指参与测量过程的各组成因素和测 量条件的总称。 分类：直接测量和间接测量；绝对测量和相对测量； 接触测量和非接触测量；综合测量和单项测量。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
二、 几何量计量的几理与方法
一、 长度单位米的基准的沿革及变化
1791年开始测量地球子午线，并提出把地球子午 线的四千万分之一的长度为一米，用铂制成了第一根 标准米尺。
1983年第17届国际计量大会将将“米”定义为 “光在真空中1/299792458s时间间隔内行程的长度 ”。光速在真空中是不变的，所以基准米就更加精确 了，这把“尺”的长度就是激光的波长。
传递系统与长度传递系统，一直是几何量量值传递 中两大平行的传递系统。
线纹尺以尺面上的刻线或纹印间的距离复现长度。 “米原器”就是线纹尺的一种。
线纹尺量值传递系统如下页图所示。
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第三节 几何量计量的传递和校准
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
2、线纹尺 常用的金属线纹尺有按横截面分有H型，X型，
纳米计量技术解决纳米级精度的尺寸和位移的测 量，以及纳米级表面形貌的测量。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
3、视觉测试技术 视觉测试技术是建立在计算机视觉研究基础上的
一门新兴测试技术。与计算机视觉研究的视觉模式识 别、视觉理解等内容不同，视觉测试技术重点研究物 体的几何尺寸及物体的位置测量，如轿车车身三维尺 寸的测量、模具等三维面形的快速测量、大型共建同 轴度测量、共面性测量等。
1、几何量测量的四个要素 4）测量结果的准确度 测量结果的准确度－是指测量结果
正确可靠程度。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
二、 几何量计量的几个基本原则
2、几何量测量的四条基本原则 1）阿贝原则 阿贝原则－是指被测尺寸线应与标准尺寸线相重 合或在其延长线上，否则将会带来较大的测量误差 。卡尺和千分尺是生产中常用的两种量具，其中卡 尺不符合阿贝原则，而千分尺符合阿贝原则。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
4、测试方式向多样化发展 2）积木式、组合式测量方法
车身三维尺寸测量系统就属于这类方法，也 可以说它是柔性很好的专用坐标测量机，关键在 于系统模型的建立。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
4、测试方式向多样化发展 3）便携式测量仪器
今年来，由于经济的快速发展，使得很多方面的 生产和工程中测试的要求超过了我们所能测试的范围 ，如飞机外形的测量、大型机械关键不见的测量斜拉 桥索塔测量等都要求能进行大尺寸测量。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
1、大尺寸的测量方法 将大地测量的某些原理和方法移植和改进
到机械工程测量中。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
二、 几何量计量的几个基本原则
2、几何量测量的四条基本原则 2）最小变形原则 最小变形原则－为了使测量结果准确可靠，在测 量中应该尽力做到使测量链中硬件部分各环节所引起 的变形为最小。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
近年来，激光技术的应用产生新的测量方 法，如激光跟踪干涉三维尺寸测量系统等。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
2、纳米测量 纳米技术是当前发展最迅速、研究最广泛、投入
最多的科学技术领域之一，对信息、生物工程、医学 、光学、材料科学等领域都将产生深远影响，被誉为 21世纪的科学。
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第二节 几何量计量的基准原理与方法
二、 工作波长标准及测长干涉仪
有了以激光波长为基准的尺子以后，必须应用迈 克尔逊干涉原理，结合激光干涉仪使用，才能真正在 长度计量中发挥作用。
干涉仪以干涉条纹来反映被测件的信息，其原理 是迈克尔逊干涉原理，将光分成两路，一路测量光， 一路参考光，而干涉条纹则是两路光光程差相同点联 成的轨迹。
二、 几何量计量的几个基本原则
2、几何量测量的四条基本原则 3）最短测量链原则 最短测量链原则－为保证一定的测量准确度 ，总的测量误差控制在最小的程度，应选择测量 链最短。
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第一节 几何量计量的基本名称与概念
二、 几何量计量的几个基本原则
2、几何量测量的四条基本原则 4）封闭原则 封闭原则－由圆分度的封闭特性可得到测量的封 闭原则：在测量中如能满足封闭条件，则其间隔误差 的总和必为零。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
4、测试方式向多样化发展 1）多传感器融合技术在制造现场中的应用
多传感器融合是解决测量过程中测量信息获取的方 法，它可以提高测量信息的准确性。由于多传感器是以 不同的方法或从不同的角度获取信息的，因此可以通过 它们之间的信息融合去伪存真，提高测量精度。
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第三节 几何量计量的传递和校准
几何量的传递大致有：长度、线纹、角度、平面 度、粗糙度等传递系统，其中长度量传递系统是几何 量量值传递中其组成最多、准确度等级最多、传递任 务最重的系统。
长度量值传递系统图如下页所示
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第三节 几何量计量的传递和校准
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
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第三节 几何量计量的传递和校准
可用量块去检定测长仪器，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。
L
量块长度 L
测量面 侧面
中心点 上测量面
长边
短边
辅助体 (平晶)
中心长度 (工作尺寸)
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
2、线纹尺 线纹尺是人类使用得最早的量具之一，线纹量值
《计量学基础》教学课件
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第七章 几何量计量
几何量计量又称长度计量，是计量领域发展最 早的学科。它的主要任务是研究和确定长度单位 的定义，建立、保存长度计量基准和标准，开展 长度和角度检定、校准和测试进行量值传递，以 确保量值的统一和正确。
几何量计量主要包括，光波波长、量块、线纹、 表面粗糙度、平直度、角度、通用量具、工程测 量、经纬仪、齿轮测量和坐标测量等等。
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第二节 几何量计量的基准原理与方法
迈克尔逊干
涉仪示意图
M1
LC
B S
Lm P
M2
M2’
L
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第二节 几何量计量的基准原理与方法
双频激光干 涉仪示意图