长度测量工具的发展
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长度和时间的测量教学目标1、知识与技能(1)会使用适当的工具测量时间和长度(2)知道测量有误差,误差和错误有区别2、过程与方法(1)体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法。
(2)体验探究长度间接测量的探究过程。
3、情感、态度与价值观认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程,培养对科学技术的热爱。
教学重点1、认识常用的计时工具和长度测量工具。
2、用刻度尺测量物体长度。
教学难点1、长度的间接测量方法。
2、误差和错误的区别教学过程一、长度的测量1、长度测量基本工具:刻度尺。
(1)生活中有:卷尺、游标卡尺、螺旋测微器(2)让学生找出身体的哪些部位可以做为“尺”。
2、长度的单位及换算关系。
米(m)、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm) 1km=1000m=103m; 1dm==10-1m; 1cm==10-2m;1mm==10-3m 1μm==10-6m; 1nm==10-9m3、刻度尺的使用应做到:刻度尺要放正,要紧靠被测物体;读数时视线要与尺面垂直;要估读到分度值的下一位数;多次测量取平均值。
4、测硬币、乒乓球直径。
方法一(卡尺法):如图所示,用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘;借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。
方法二:用一只三角板和一把刻度尺,如图所示,用两把三角板紧夹住硬币,均可从刻度尺上读出硬币的直径d。
根据公式L=лd 求出硬币的周长。
5、测量一张纸的厚度探究:纸的厚度为10-4m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度,也测不出二页纸厚度,但是能测出上百张纸的厚度,而一张纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。
(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多),压紧后,用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L,然后将总厚度除以纸的页数n,求出每页纸的厚度l=L/n.(1)测量细铜丝的直径测量道理与测量一张纸的厚度相同(以多测少法)测量方法:找一支圆铅笔,把细铜丝捋直,将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n,用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度l,再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d=l/n .二、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。
测量工具的发展历史测量工具是人类为了满足实际需求而不断创新发展的产物。
它们在各个领域中起着至关重要的作用,帮助我们准确测量物体的大小、距离、时间等各种参数。
本文将以测量工具的发展历史为主题,介绍测量工具的起源、演变和应用。
起源人类对于测量的需求可以追溯到远古时期。
早期的人类需要测量物体的长度、面积和体积,以便更好地适应环境和生存。
最早的测量工具可以追溯到公元前3000年的古埃及文明,他们使用的是简单的测量工具,如木尺、绳子和石头。
这些工具虽然简单,但已经为后来更复杂的测量工具奠定了基础。
演变随着时间的推移,人们对测量工具的需求越来越高,测量工具的发展也变得越来越复杂。
在古代,许多文明都有了独特的测量工具。
例如,古希腊的伽利略使用了简易的望远镜来观测天体运动,这可以算作是现代光学仪器的起源。
另外,古代中国的工程师在土木工程中使用了水平仪和罗盘等测量工具,这些工具在现代仍然得到广泛应用。
到了中世纪,测量工具的发展进入了一个新的阶段。
当时,工匠们开始使用更精确的测量工具,如卡尺、量角器和量规。
这些工具的出现使得测量更加准确,并为后来的科学研究和工程设计提供了基础。
在这个时期,人们开始使用几何学原理来解决测量问题,这极大地推动了测量工具的发展。
现代应用随着科学技术的不断进步,测量工具的应用范围也不断扩大。
在现代社会中,测量工具几乎无处不在。
在医学领域,医生使用血压计、体温计和心电图等测量工具来监测患者的健康状况。
在建筑和工程领域,工程师使用测量仪器来测量地形、土壤和建筑物的尺寸,以便进行设计和施工。
在科学研究中,科学家使用各种精密测量仪器来研究物质的性质和变化。
最近几十年来,随着信息技术的迅速发展,测量工具也出现了巨大的变革。
现代数字化测量仪器的出现使得测量更加方便、准确和高效。
例如,全球定位系统(GPS)可以用于测量位置和导航,光谱仪可以用于测量物质的光谱特性,雷达可以用于测量距离和速度等等。
这些先进的测量工具不仅提高了测量的精度,还节省了时间和人力成本。
世界计量发展的历程计量,作为促进社会进步和发展的重要工具,自人类文明诞生以来就一直存在。
随着科技的发展和社会的进步,计量的方式、工具和标准也在不断演进。
本文将带您回顾世界计量发展的历程,从古代到现代,从简单到复杂,揭示计量如何成为推动人类社会进步的重要力量。
1. 古代计量:简单工具与标准在古代,计量主要依赖于人体、简单的工具和自然物体。
例如,人们使用手臂、脚步和谷物来测量长度、面积和体积。
随着社会的发展,人们开始使用更加精确的工具,如埃及的丈量棒、中国的木工尺等。
这些工具虽然简单,但为后来的计量发展奠定了基础。
2. 中世纪计量:标准化与精确度提高中世纪时期,随着贸易的繁荣和城市的兴起,人们对计量的需求越来越大。
这一时期,计量器具开始标准化,并且有了更严格的校准制度。
例如,欧洲的“米”和“千克”基准逐渐确立,为全球计量体系的形成奠定了基础。
3. 工业革命:机械化与标准化工业革命时期,机械制造技术的发展推动了计量器具的革新。
人们开始使用更加精确的机械测量工具,如卡尺、千分尺等。
同时,国际计量大会的成立促进了各国计量标准的统一,为全球贸易和交流提供了便利。
4. 20世纪至今:科技驱动的计量革新20世纪以来,科技的发展对计量产生了深远影响。
电子技术、光学技术和计算机技术的引入,使得计量器具的精度和自动化程度大大提高。
例如,原子钟、激光干涉仪和质谱仪等高科技计量设备的出现,为科学研究、工业生产和生活应用提供了有力支持。
此外,国际计量局(BIPM)的成立和米制公约的签署,进一步推动了全球计量标准的统一和协调。
今天,世界各国普遍采用国际单位制(SI),这一制度已经成为全球范围内科研、工程、贸易、教育和日常生活中不可或缺的计量基础。
世界计量发展的历程是一个从简单到复杂、从局部到全球的过程。
每一次技术的突破和社会需求的变化都推动了计量的进步和创新。
未来,随着科技的不断发展,计量将会在更多领域发挥重要作用,为人类社会的进步提供有力支持。
有关尺子的出现、长度单位的产生等知识-概述说明以及解释1.引言1.1 概述尺子和长度单位是人类社会发展中至关重要的工具和概念。
尺子作为一种测量和衡量长度的工具,能够帮助人们确定物体的大小和距离。
长度单位则是对长度进行标准化和统一的方法,使不同地区和不同领域的人们能够使用统一的衡量标准。
尺子的出现可以追溯到人类文明的早期。
在古代,人们使用各种方法来衡量长度,例如用手指和脚步来估算距离。
然而,这些方法并不准确和标准化。
随着社会的进步和科学的发展,人们开始寻求更精确和可靠的测量工具。
正是在这个背景下,尺子应运而生。
最早的尺子是由木材或金属制成的,通常有刻度以便于测量。
它们被广泛应用于建筑、工艺和科学等领域。
尺子的出现使得测量更加精确和方便,为人们提供了更准确的长度数据。
随着尺子的使用越来越广泛,人们开始意识到需要一种标准的长度单位来方便交流和比较数据。
不同地区和不同行业使用自己的长度单位,导致了测量标准的混乱和不统一。
为了解决这个问题,长度单位的产生成为必然选择。
长度单位的产生经历了漫长的历史发展过程。
在古代,不同文明和文化使用各自的长度单位,例如埃及的“肘”、中东的“尺”和古希腊的“拇指”。
然而,这些单位存在差异和不一致性。
为了统一长度单位,人们提出了各种标准和方法,例如法国科学家尺大小卢斯·博尔吉提出的“米”作为长度单位。
长度单位的产生对社会的贡献不可忽视。
它使得不同地区和不同行业的人们能够使用统一的衡量标准,方便交流和比较数据。
长度单位的标准化也为科学研究和工程技术提供了基础,使得人类能够更深入地探索和理解世界。
综上所述,尺子的出现和长度单位的产生对人类社会的发展和进步起到了重要作用。
它们不仅提供了精确和可靠的测量工具,也为不同地区和不同领域的人们提供了统一的衡量标准。
尺子和长度单位的重要性不容忽视,它们促进了人类文明的进步和科学的发展。
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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。
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。
检具的发展历程从人类发展的早期,对于制造工具的需求便成为人类生存和发展的基础之一。
工具的发展与进化层出不穷,经历了许多重要的历程,为人类创造了更好的生活条件和更高的文明水平。
检具作为一种工具也有着自己的发展历程,下面就让我们一起来看看。
最早的检具可以追溯到原始社会,人类开始意识到利用外部轮廓来检测物体的大小和形状。
例如,他们可以用一块石头轻轻敲打一个贝壳,以确定它的腔室是否为空。
这种简单的检具虽然不够精确,但却为后来的检具发展奠定了基础。
随着社会的发展,人类对于精确度和准确性的要求越来越高。
公元前3000年左右,古埃及人开始使用木制量规和线轮来测量长度和角度。
这些工具不仅提供了更高的测量精度,而且还帮助人们建造了一些庞大的建筑物,如金字塔。
到了公元前6世纪,古希腊的数学家开始研究几何学,为检具的发展做出了重要的贡献。
例如,欧几里得提出了著名的欧几里得几何学,通过使用几何原理来设计和制造新的检具,从而提高了测量和绘图的精确度。
在中世纪,检具的发展取得了显著的进展。
工匠们开始使用铁和铜来制造更精确的量具,如卡钳、千分尺和游标卡尺。
这些新的工具不仅在工匠的工作中发挥了重要作用,而且也为科学家在实验和观察过程中提供了更准确的测量数据。
到了近代,随着工业革命的到来,检具的发展进入了一个新的阶段。
机器制造和精密机械的发展为检具的设计和制造提供了更多的机会。
诸如显微镜和望远镜这样的光学仪器的发明,使得人类能够观察和测量微小的物体和现象,从而推动了检具的发展。
进入20世纪,随着科技的飞速发展,计算机和自动化技术的引入对检具的发展产生了巨大影响。
数字测量和计算机辅助设计和制造技术的应用,使得检具的精度和效率得到了极大提升。
例如,三坐标测量仪的出现使得对物体形状和尺寸的检测变得更加精确和快速。
到了21世纪,随着人工智能和大数据技术的不断发展,检具的发展趋势也发生了变化。
新材料和制造技术的引入,使得检具更轻,更坚固,更精密。
身体尺的历史故事在身边,常常能见到用于量体尺寸的工具,我们称之为“尺子”。
然而,悠久的历史中曾存在过一种身体尺,它不仅仅用于量尺寸,更承载了人们对身体美的追求和探索。
本文将为您讲述身体尺的历史故事。
一、远古时期的身体尺在人类社会的远古时期,身体尺起源于人们对身体的测量和对人体比例的研究。
当时的人们发现,人体各个部位的比例有一定的规律,这引起了他们的兴趣和好奇心。
最早出现的身体尺被称为“筹”,它是一种由木材或骨骼制成的直尺,用于测量人体的长度、宽度和各部位之间的比例。
由于当时技术的限制,这种尺子并不精确,但它为后来的身体尺的发展奠定了基础。
二、古代文明中的身体尺随着古代文明的发展,身体尺逐渐变得更加精确和工艺复杂。
在古埃及文明中,人们开始使用铜制的尺子来测量身体。
这些身体尺以其精确的度量标准和精美的工艺受到了广泛的赞赏。
与此同时,古希腊文明也对身体尺的发展做出了重要贡献。
古希腊人深入研究了人体比例和美学,他们认为人体的比例是完美和谐的象征。
为了更好地表达这种完美,他们研制了一种名为“黄金比例”的身体尺。
这种身体尺基于著名的斐波那契数列,被广泛运用于古希腊建筑、雕塑和绘画中,成为了古希腊艺术的标志。
三、中世纪的身体尺随着时间的推移,中世纪成为了身体尺发展的一个转折点。
由于宗教信仰的影响,当时的身体尺越来越多地与虔诚信仰和道德观念联系在一起。
在这个时期,身体尺的制作更加精细,并注重其装饰效果。
身体尺上常常雕刻着各种宗教图案和文字,用于提醒人们保持身体的纯洁和虔诚。
四、近现代的身体尺随着科学技术的快速发展,近现代的身体尺变得愈发准确和实用。
尺子的材质也从传统的木制变为更为先进的塑料和金属材料。
同时,医学的发展也对身体尺的制作和使用提出了更高的要求。
在现代医学中,身体尺被广泛应用于测量人体各个部位的尺寸,为医生诊断和治疗疾病提供准确的数据支持。
此外,身体尺在时尚设计和服装制作中也发挥着重要作用。
设计师和裁缝师使用身体尺来测量顾客的身材,以便制作出合身的服装。
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。