长度计量的(长度计量标准包括那些)

1.长度计量标准包括那些

长度计量技术是研究长度测量，保证量值准确和测量单位统一的技术。

长度计量中的长度包括距离、角度、表面粗糙度、圆度和直线度等以“米”为基本单位的几何量，所以长度计量也常称为几何量计量。 长度测量是将被测长度与已知长度比较，以确定被测长度量值的过程。

量值以数字和单位表示，例如用游标卡尺测量圆柱体直径，测得的数值20.24毫米就是量值。主尺上的刻度就是已知长度。

机械制造中进行长度计量是为了保证工件的互换性和产品质量，一般以毫米和微米作为测量单位。 长度计量的主要是研究和建立长度计量基准、实现长度计量的量值传递、研究孔径测量、角度测量、直线度测量、平面度测量、表面粗糙度测量、圆度测量、圆柱度测量、螺纹测量、齿轮测量、自动测量等方法和测量误差，以及测量结果的数据处理等。

在古代，人类为了测量田地等就已经进行长度测量，最初是以人的手、足等作为长度的单位。但人的手、足大小不一，在商品交换中遇到了困难，于是便出现了以物体作为测量单位，如公元前2400年出现的古埃及腕尺，中国商朝出现的象牙尺和公元九年制造的新莽铜卡尺等。

长度单位经历了多次演变后，1496年和1760年，英国开始采用端面和线纹的码基准尺作为长度基准。1789年法国提出建立米制，1799年制成阿希夫米尺。

在机械制造业中最早应用的是机械原理的测长技术。1631年发明游标细分原理。

18世纪中叶，人们已应用螺纹放大原理进行长度测量。机械测长技术迄今仍是工业测量中的基本测量技术之一，它能达到很高的精确度。

应用光学原理的测长技术也出现较早。19世纪末出现立式测长仪，20世纪20年代前后已应用自准直、望远镜、显微镜和光波干涉等原理测长，使工业测量进入不接触测量领域，解决了一些小型复杂形状工件，例如螺纹的几何参数、样板的轮廓尺寸和大型工件的直线度、同轴度等形状和位置误差的测量问题。

气动原理的测长技术是在20年代后期发展起来的。它的测量效率高，对环境条件要求不高，适宜在车间使用，但其示值范围小，阻碍了它的发展。

应用电学原理测长是在30年代初期发展起来的。首先出现的是应用电感原理的测微仪。

后来由于电子技术的发展，电学原理的测长技术发展很快。它可以把微小误差放大到100万倍，也就是说0.01微米的误差值可以10毫米的刻度间隔表示出来。

并且电子线路还能实现各种演算和自动测量。 60年代中期以后，在工业测量中逐步应用电子计算机技术。

电子计算机具有自动修正误差、自动控制和高速数据处理的功能，为高精度、自动化和高效率测量开辟了新的途径，因而在长度测量中应用得越来越广泛。现代测量技术已经发展成为精密机械、光、电和电子计算机等技术相结合的综合性技术。

测量方法 在工业测量中，要根据被测对象的材质、形状、大小、批量和精度等选定可能的和符合经济原则的测量方法。 单项测量是分别测量被测件的几何参数，例如螺纹的中径、半角和螺距；齿轮的齿形、周节和齿向等，可根据测量结果分析工艺误差。

综合测量是测量由各有关参数折合而成的某一当量或综合测量各有关参数，例如用螺纹量规检验螺纹折合中径；齿轮单面啮合检查仪测量齿轮切向综合误差等。综合测量是一种模拟实际使用情况的测量方法，测量结果能较真实地反映使用质量，测量效率也高，适用于检验工件合格与否。

绝对测量是指用量值直接表示被测长度全长的测量方法。相对测量是指量值仅表示被测长度偏差的测量方法，例如用比较仪和量块测量。

接触测量是指被测表面与长度测量工具的测头有机械接触；不接触测量是指利用光学、气动等瞄准定位方法，长度测量工具的瞄准定位部分或测头等不与被测表面接触，例如用激光扫描法测量外径和气动测头测量直径等。 直接测量是将被测长度与已知长度直接比较，从而得出所需的测量结果，是常用的测量方法。

间接测量的测量结果是通过测量与被测长度有一定函数关系的长度，经过计算后才得到的，例如测量大型工件外径时，也有采用测量圆周长度，经过计算后求出外径的。 主动测量是把加工过程中测量所得信息直接用于控制加工过程以得到合格工件的测量。

被动测量也称线外测量，是测量结果不直接用于控制加工精度的测量。 由于被测长度的真值是理论上的概念，一般说来是不知道的，而且测量结果与被测长度真值之间总会存在差距（即误差），所以在工业测量中常用实际值或修正过的算术平均值来代替真值。

实际值是满足规定精确度的量值。 测量误差的表示方式有两种：以量值表示，即以所测得量值与实际值之差表示，以这种方式表示的误差称为绝对误差；以比值表示，即以绝对误差与实际值之比表示，以这种方式表示的误差称为相对误差，例如用激光干涉仪测长时，如其最大相对误差为千万分之一，则表示在规定条件下，测量 1米长度的误差应不大于0.1微米。

测量结果与被测长度真值的一致程度以精确度或准确度表示。它是正确度和精密度的综合，通常简称为精度。

若已修正系统误差，则精确度常用不确定度来表示。不确定度表示由于存在测量误差而对所测量值不能肯定的程度，以标。

2.测量基本知识

8.地球上某点的经度为东经112°21′，求该点所在高斯投影6°带和3°带的带号及中央子午线的经度？

9.若我国某处地面点P的高斯平面直角坐标值为：x=3102467.28m,y=20792538.69m。问：

(1)该坐标值是按几度带投影计算求得。

(2) P点位于第几带？该带中央子午线的经度是多少？P点在该带中央子午线的哪一侧？

(3)在高斯投影平面上P点距离中央子午线和赤道各为多少米？

10.什么叫绝对高程？什么叫相对高程？

11.根据“1956年黄海高程系”算得地面上A点高程为63.464m,B点高程为44.529m。若改用“1985国家高程基准”，则A、B两点的高程各应为多少？

12.用水平面代替水准面，地球曲率对水平距离、水平角和高程有何影响？

13.什么是地形图？主要包括哪些内容？

14.何谓比例尺精度？ 比例尺精度对测图有何意义？试说明比例尺为1∶1000和1∶2000地形图的比例尺精度各为多少。

15.试述地形图矩形分幅的分幅和编号方法

8. 6°带 N=19 L=111°

3°带 n=37 l =111°

9. (1) 6 °带；（2）第20带，L20 =117°E，东侧；

( 3)距中央子午线292538.69 m ，距赤道 3102467.28 m

11. HA =63.435 m ; HB =44.500 m

14. 1∶1000 0.1m ; 1∶2000 0.2m

15. 12.356cm , 6.178cm

16. 22400m2

17. -16′46″

18. αAB =178°48′

19. Am =263°10 ′

20. ∠1=αBA - αBD ； ∠2=αCB - αCA ； ∠3=αDC - αDB

21. αAC =301°58′31″； αAD =39°27′26″；

αBC =227°55′19″； αBD =122°59′32″

24. H50H163040

25. 1∶10万；L=97°E ,B=38°N

3.测量知识

测量技术是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿科学。

而熟知测量技术方面的基本知识，则是掌握测量技能，独立完成对机械产品几何参数测量的基础。 1.1 测量的定义 一件制造完成后的产品是否满足设计的几何精度要求，通常有以下几种判断方式。

测量：是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。在这一操作过程中，将被测对象与复现测量单位的标准量进行比较，并以被测量与单位量的比值及其准确度表达测量结果。

例如用游标卡尺对一轴径的测量，就是将被对象（轴的直径）用特定测量方法（用游标卡尺测量）与长度单位（毫米）相比较。若其比值为30.52，准确度为±0.03mm，则测量结果可表达为（30.52±0.03）mm。

任何测量过程都包含：测量对象、计量单位、测量方法和测量误差等四个要素。 测试：是指具有试验性质的测量。

也可理解为试验和测量的全过程。 检验：是判断被测物理量是否合格（在规定范围内）的过程，一般来说就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程，通常不一定要求测出具体值。

因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。 计量：为实现测量单位的统一和量值准确可靠的测量。

1.2 测量基准 测量基准是复现和保存计量单位并具有规定计量单位特性的计量器具。在几何量计量领域内，测量基准可分为长度基准和角度基准两类。

长度基准：1983年第十七届国际计量大会根据国际计量委员会的报告，批准了米的新定义：即“一米是光在真空中在1/299 792 458秒时间间隔内的行程 图1-1 长度计量检定系统表（简化）长度”。根据米的定义建立的国家基准、副基准和工作基准，一般都不能在生产中直接用于对零件进行测量。

为了确保量值的合理和统一，必须按《国家计量检定系统》的规定，将具有最高计量特性的国家基准逐级进行传递，直至用于对产品进行测量的各种测量器具。图1-1为长度（端度）计量检定系统表（简化）。

角度基准：角度量与长度量不同。由于常用角度单位（度）是由圆周角定义的，即圆周角等于360°，而弧度与度、分、秒又有确定的换算关系，因此无需建立角度的自然基准。

1.3 量块 量块是一种平行平面端度量具，又称块规。它是保证长度量值统一的重要常用实物量具。

除了作为工作基准之外，量块还可以用来调整仪器、机床或直接测量零件。 一般特性：量块是以其两端面之间的距离作为长度的实物基准（标准），是一种单值量具，其材料与热处理工艺应满足量块的尺寸稳定、硬度高、耐磨性好的要求。

通常都用铬锰钢、铬钢和轴承钢制成。其线胀系数与普通钢材相同，即为（11.5±1）*10-6 /℃，尺稳定性约为年变化量不超出±0.5~1μm/m。

结构：绝大多数量块制成直角平行六面体，如图1-2所示；也有制成φ20的圆柱体。每块量块都有两个表面非常光洁、平面度精度很高的平行平面，称为量块的测量面（或称工作面）。

量块长度（尺寸）是指量块的一个测量面上的一点至与量块相研合的辅助体（材质与量块相同）表面（亦称辅助表面）之间的距离。为了消除量块测量面的平面度误差和两测量面间的平行度误差对量块长度的影响，将量块的工作尺寸定义为量块的中心长度，即两个测量面的中心点的长度。

精度：量块按其制造精度分为五个“级”：00、0、1、2和3级。00级精度最高，3级最低。

分级的依据是量块长度的极限偏差和长度变动量允许值。量块生产企业大都按“级”向市场销售量块，此时用户只能按量块的标称尺寸使用量块，这样必然受到量块中心长度实际偏差的影响，将反制造误差带入测量结果。

在量值传递工作中，为了消除量块制造误差对测量的影响，常常按量块检定后得到的实际尺寸使用。各种不同精度的检定方法可以得到具有不同测量不确定度的量块，并依此划分量块的等别，如图1-1所示。

检定后的量块可得到每量块的中心长度的实际偏差，显然同一套量块若按“等”使用可以得到更高的测量精度（较小的测量不确定度）。但由于按“等”使用比较麻烦，且检定成本高，固在生产现场仍按“级”使用。

使用：单个量块使用很不方便，故一般都按序列将许多不同标称尺寸的量块成套配置，使用时根据需要选择多个适当的量块研合起来使用。通常，组成所需尺寸的量块总数不应超过四块。

例如，为组成89.765mm的尺寸，可由成套的量块中选出1.005、1.26、7.5、80mm四块组成，即 89.765 ………所需尺寸 -） 1.005 ………第一块 88.76 -) 1.26 ………第二块 87.5 -) 7.5 ………第三块 80 ………第四块 注意事项：量块在使用过程中应注意以下几点： ①量块必须在使用有效期内，否应及时送专业部门检定。 ②所选量块应先放入航空汽油中清洗，并用洁净绸布将其擦干，待量块温度与环境湿度相同后方可使用。

③使用环境良好，防止各种腐蚀性物质对量块的损伤及因工作面上的灰尘而划伤工作面，影响其研合性， 。 ④轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。

⑤不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。 ⑥使用完毕应，先用航空汽油清洗量块，并擦干后涂上防锈脂放入专用。

4.古代人用什么计量长度

“土圭”。

古代测量日影长度的仪器。包括圭和表两部分。

表为直立的标竿，圭是平卧的尺。表有二，分别置于圭的南、北两端，且与圭相垂直。

春秋时已运用圭表来测定回归年的长度。《周礼。

地官。大司徒》：“以土圭之法测土深、正日影以求地中。

日南则景（影）短，多暑；日北则景长，多寒；日东侧景夕，多风；日西则景朝，多阴。 ”郑玄注：“土圭所致四时日、月之景也。”

贾公彦疏：“‘深’，谓日景长短之深也。”北齐刘昼《新论。

心隐》：“二仪之大，可以章程测也；三纲之动，可以圭表度也。”《宋史。

律历志九》：“观天地阴阳之体，以正位辨方、定时考闰，莫近乎圭表。” 古代，人体的某些部分，都是制定长度标准的重要依据。

最早有记载的人为标准来自古埃及。埃及人曾用质地坚硬的花岗岩制作了一根长度标尺，它的长度是法老的小臂（肘到中指）的距离，因此又叫“腕尺”。

虽然这个标准确定得相当随意，却解决了重要问题，比如：金字塔的准确施工得到了保证。 古希腊人崇尚人体美，他们找来美男子库里修斯，以他双手伸开时两手中指指尖的距离为长度标准，称为“一浔”。

在古罗马，恺撒大帝以军队行军时行走2000步为一“罗马里”。后来被英国人沿用，这便是“英里”。

公元9世纪，英皇亨利一世在位时，组织大臣们讨论“一码究竟应该多长”，大臣们为此争论不休，各说各的理。亨利一世急了，一拍大腿说：全都不许闹，一码就是我鼻尖到食指尖的距离。

英寸的标准是10世纪英皇埃德加的拇指关节的长度。到了14世纪，英皇爱德华二世颁布“标准合法英寸”，从大麦穗中选取3粒最大的麦粒排成一行，其长度就是一英寸。

英尺起初是一个成年人的脚长。但德国人并不满意这种随意性，他们认为脚的长度因人而异，人们都依据自己的脚长来计算长度误差太大。

于是，在16世纪，他们找了16个男子，将他们左脚的长度加在一起再除以16，求得平均脚长，这就是现在的“英尺”。 秦始皇：王侯身体部位的“终结者” 随意定义长度标准的并不仅限于老外，中国的情况也基本类似。

史书记载，在远古时期，中国人便“布手知尺”、“身高为丈”、“迈步定亩”。古人中指中节之长被定义为“一寸”，直到现在，中医的针灸还沿用这个标准。

中国最早的长度标尺是安阳殷墟出土的商尺。这把骨尺由兽骨磨成，长17厘米，上面标刻着等长的10个单位。

到了春秋战国时期，各国诸侯各自定义自己领土内的长度标准。这个王的手掌，那个王的小腿，都纷纷派上用场，使得长度标准极为混乱，给国与国之间的交流造成了极大不便。

到秦始皇统一度量衡时，王侯的身体部位才退出历史舞台。 法国大革命胜利后，科学家拉格朗日于1791年被选为法国度量衡委员会主席。

在他的推动下，法国当局规定：把经过巴黎的地球子午线的四千万分之一定义为“1米”。1960年，在第11届国际计量大会上，科学界重新规定了米的标准：在真空中，氪86（氪的一种同位素）发出各向同性的橙色光波长的1,650,763倍为1米。

这个标准被一直沿用至今。