長度測量工具

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長度測量工具是指將被測長度與已知長度比較，從而得出測量結(jié)果的工具，簡稱測量工具。長度測量工具包括量規(guī)、量具和量儀。習(xí)慣上常把不能指示量值的測量工具稱為量規(guī)；把能指示量值，拿在手中使用的測量工具稱為量具；把能指示量值的座式和上置式等測量工具稱為量儀。

　　最早在機械制造中使用的是一些機械式測量工具，例如角尺、卡鉗等；16世紀(jì)，在火炮制造中已開始使用光滑量規(guī)；1772年和1805年，英國的瓦特和莫茲利等，先后制造出利用螺紋副原理測長的瓦特千分尺和校準(zhǔn)用測長機；19世紀(jì)中葉以后，又出現(xiàn)了類似于現(xiàn)代機械式外徑千分尺和游標(biāo)卡尺的測量工具；19世紀(jì)末期，出現(xiàn)了成套量塊。

　　繼機械測量工具之后出現(xiàn)的是一批光學(xué)測量工具。19世紀(jì)末，首先出現(xiàn)立式測長儀；20世紀(jì)初，出現(xiàn)測長機；到20年代，已經(jīng)在機械制造中應(yīng)用投影儀、工具顯微鏡、光學(xué)測微儀等進(jìn)行測量；1928年出現(xiàn)氣動量儀，它是一種適合在大批量生產(chǎn)中使用的測量工具。

　　電學(xué)測量工具是30年代出現(xiàn)的。最初的是利用電感式長度傳感器制成的界限量規(guī)和輪廓儀；50年代后期，出現(xiàn)了以數(shù)字顯示測量結(jié)果的坐標(biāo)測量機；60年代中期，在機械制造中已應(yīng)用帶有電子計算機輔助測量的坐標(biāo)測量機；至70年代初，又出現(xiàn)計算機數(shù)字控制的齒輪量儀。至此，測量工具進(jìn)入應(yīng)用電子計算機的階段。

　　測量工具通常按用途分為通用測量工具、專類測量工具和專用測量工具三類；還可按工作原理分為機械、光學(xué)、氣動、電動和光電等類型，這種分類方法是由測量工具的發(fā)展歷史形成的。現(xiàn)代很多測量工具已經(jīng)發(fā)展成為同時采用精密機械、光、電等原理，并與電子計算機技術(shù)相結(jié)合的測量工具，因此，這種分類方法僅適用于工作原理單一的測量工具。

　　通用測量工具是指可以測量多種類型工件的長度或角度的測量工具。這類測量工具的品種規(guī)格最多，使用也最廣泛，有量塊、角度量塊、多面棱體、正弦規(guī)、卡尺千分尺、百分表、多齒分度臺、比較儀、激光干涉儀、工具顯微鏡、三坐標(biāo)測量機等。

　　專類測量工具是指用于測量某種幾何參數(shù)、形狀和位置誤差等的測量工具。主要有直線度和平面度測量工具，如直尺、平尺、平晶水平儀、自準(zhǔn)直儀等；表面粗糙度測量工具，如表面粗糙度樣塊、光切顯微鏡、干涉顯微鏡和表面粗糙度測量儀等；圓度和圓柱度測量工具，如圓度儀、圓柱度測量儀等；齒輪測量工具，常見的有齒輪綜合檢查儀、漸開線測量儀、周節(jié)測量儀、導(dǎo)程儀等；螺紋測量工具等。

　　專用測量工具是指僅適用于測量某特定工件的尺寸、表面粗糙度、形狀和位置誤差等的測量工具。常見的有自動檢驗機、自動分選機、單尺寸和多尺寸檢驗裝置等。

　　長度測量工具的組成結(jié)構(gòu)主要有已知長度、定位瞄準(zhǔn)、放大細(xì)分和顯示記錄等部分。量規(guī)基本上只有已知長度部分。在一些量具、量儀中，這幾部分也不是截然分開的，有的放大細(xì)分和顯示實際上是一個部分，例如百分表類測量工具；有的瞄準(zhǔn)、放大細(xì)分和顯示等部分是一個部件，例如讀數(shù)顯微鏡等。

　　定位瞄準(zhǔn)部分是用于確定被測長度與已知長度的相對位置，使兩者能正確地比較，從而得到準(zhǔn)確的量值的機構(gòu)。有接觸式和不接觸式兩種定位瞄準(zhǔn)方法。

　　放大細(xì)分部分是把已知長度中的最小單位長度放大細(xì)分，使之能準(zhǔn)確地分辨出已知長度與被測長度的微小差值的機構(gòu)，主要有機械、光學(xué)、氣動、電學(xué)和光電等類型。

　　顯示記錄部分是將測量結(jié)果顯示、記錄出來的機構(gòu)。常見的顯示記錄方法有刻度指示、記錄顯示、數(shù)字顯示和圖象顯示等。

　　設(shè)計測量工具，應(yīng)盡可能遵守阿貝原則。它是德國的阿貝在19世紀(jì)60年代提出的。他認(rèn)為，在長度測量中，被測長度應(yīng)位于線紋尺刻度中心線的延長線上。按此原則設(shè)計的測量工具，由導(dǎo)軌直線度誤差引起的測量誤差是二階誤差，一般可以忽略不計，這樣就可以獲得精確的測量結(jié)果。

　　在測量工具設(shè)計中也可采用愛賓斯坦平行光學(xué)系統(tǒng)，來補償由于導(dǎo)軌誤差引起的測量誤差，或采用電子計算機自動修正由于導(dǎo)軌誤差和被測長度定位不正確等引起的測量誤差。除了阿貝原則外，設(shè)計時應(yīng)考慮的還有測量鏈最短原則、基面統(tǒng)一原則等。

　　測量工具按檢定規(guī)程檢定合格后，方能使用。一般是利用長度標(biāo)準(zhǔn)器檢定，例如用量塊檢定千分尺和卡尺；用標(biāo)準(zhǔn)線紋尺檢定比長儀和測長機等。

　　利用兩臺以上相同精度等級的測量工具相互對比，以確定其精確度。這種方法適用于評定一些精度等級很高的測量工具，例如激光干涉儀、激光干涉比長儀等，因為對于這類高精度的測量工具，沒有合適精度的長度標(biāo)準(zhǔn)器可供檢定之用。

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