德州市产品检验检测研究院 山东德州 253000
摘要：计量检测技术是社会、经济、科技发展的重要技术基础之一。计量检测技术和工农业生产、国防科技等各个方面联系紧密。计量检测技术水平的提高对于技术改革、产品创新具有非常有效的促进作用。长度计量技术作为计量检测技术的主要构成部分之一，长度计量技术水平的提高对社会、经济、科技的发展同样具有重要的意义。基于此，本文就长度计量技术及其发展趋势进行分析探讨。
关键词：长度计量技术；计量器具；发展趋势
长度是物体客观特性测量的一个基本参量。对长度进行测量的主要目的在于确定长度的单位；获取具体的，可复制的单位基准；建立和应用统一标准的传递方法；使用相应的测量工具和方法对被测目标进行高精度、高准确度测量。长度测量的应用领域除了距离外还包括角度、圆度、直线度以及表面粗糙度等，这些应用领域的共同特点是使用基本的长度单位“米”作为其特性表征量。实现长度测量的前提是长度计量基准的确定，基准越规范、越精确，则所获得的测量结果的可信度越高。
1 长度计量的内容
距离、圆度、角度和表面粗糙度等几何量的测量均可称为长度计量。其内容主要可以分为以下三个方面：第一，确定计量所需要的长度单位并且通过具体的基准方式将单位复制；第二，建立具体标准的传递系统与传递方法；第三，合理地选择测量方法并正确使用计量器具。
2 长度计量原理
长度计量在早期的时候，主要是通过改良计量机械对测量精准度进行保证，在早期的测量中，对各种精密的机械而言，是离不开长度计量的。但是随着我国科技技术的不断进步，各产业对长度计量的要求也越来越高，这就使早期的长度计量不能满足各方面的要求，这就促使了新的测量技术的产生。
光学测长技术出现在十九世纪末，在进行长度测量时，是利用光的不同方面的原理进行测量，这就使有些不容易测量的器具测量结果更加精准。在车间中广泛使用的气动原理测量长度的技术兴起在上个世纪二十年代。而电学原理进行长度测量则兴起在三十年代初期，这种长度测量技术可以将测量的误差减少到最低，在测量电子线路时，还可以实行自动测量。在六十年代以后，随着计算机技术的不断进步，长度计量的发展更是迅速。不同的长度测量技术都有着不同的优点，但是也有着不可避免的缺点。光学长度测量技术对条件要求比较高，气动原理的测量技术所适用的范围较小，而电学原理长度测量技术需要依靠电子技术的发展，这就需要长度测量技术得到一定程度的发展。
3 常见的测量技术
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。
3.1 单项测量和综合测量
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和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。
3.2 绝对测量和相对测量
绝对测量是指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。
3.3 接触测量和不接触测量
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，如：外尺寸的测量，测量具有顶针孔的轴径一般采用一点接触，测量仪器一般使用光栅式测径仪。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测量时将测量装置上的滚轮和工件被测圆周对滚，并由同轴上的光栅角度传感器测量滚轮转数，测量数据由电缆传递给计数显示装置。在机床花盘或被测工件表面安装一个挡光片，当机床花盘或工件每转一周的时候，光电管的光照就会被切断一次，同时输出电脉冲，经过前置放大由电缆传递给计数器。当工件转过一定的转数之后，经主闸门控制的计数闸门关闭。这段时间计数器累加的数值可以由显示器直接显示出来，即被测工件的直径；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,例如气动测量法，将需要进行测量的工件尺寸的细微变动通过气体流量以及压力来进行测量的方法称为气动测量法。这类测量主要以液柱表面的高度作为显示依据，有的还以电表、浮标等作为显示依据。例如用浮标为指示的测量仪，主要是通过空气流量细微变动的浮标位置来进行测量的。该类测量仪多用在机械加工时的被动与手动测量工作中，这类测量的放大倍数相对较大，具有良好的稳定性，分辨率也相对较高。
3.4 直接测量和间接测量
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。
3.5 主动测量和被动测量
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。
4 长度计量技术的发展趋势
目前，在大地测量方面长度计量应用广泛，大地测量学包括：一是测定地球椭球的大小，二是研究地球的形状也就是研究大地水平面的形状，三是测定地面水平面的几何位置，也就是测定地球椭球面为参考的地面点的位置。随着科技的发展，人造地球卫星的出现又产生了卫星法进行大地测量。国家的领土也包括了海洋，在海洋的测量中，长度计量单位的应用也是不可缺少的。
从整个长度计量领域来看，无论是对宇宙空间的星球间距离计量还是微观世界极小尺寸的计量，都在不断探求提高其相对测量的准确度。如：宏观上，目前测量地球到月球表面之间的距离，其不确定度仅为几厘米；微观上，高度细分的光干涉和电容式测微仪已可达到10pm（0.00001um）量级的分辨率，比原子直径还小一个量级。目前，我国长度计量为提高测量准确度，减少误判率，实现大量程高分辨率，动态、自动化测量，广泛使用激光、光栅、光电、传感以及计算机控制、处理等技术改造传统仪器设备，研制新的测量仪器。
我国长度计量在建立基准、标准方面，在仪器研制和某些高精度零部件的测试方面，有些项目已达到或接近国际先进水平。“十一五”期间，国家计量院成功研制了用于对光学二维线纹标准器和掩膜版进行溯源和量值校准的激光二坐标标准装置。该项目的完成可解决先进制造业的超精密掩膜测量和溯源问题，以及应用量大面广的光学影像测量仪、非接触坐标机和光学显微镜的校准及量值溯源统一问题。同期研制的纳米测量机，填补了国内在此领域的空白。纳米几何结构国家标准装置，为我国纳米测量提供准确的量值传递和溯源服务，并为我国纳米技术的研究和生产提供有力的技术保障。
结束语：
综上所述，要想保证被测工件的长度测量数据更加的精准，就需要根据实际的工件需求，选取科学、合理的长度测量技术。由于计算机技术的不断发展，可以将测量的信息利用计算机技术进行处理，这也在无形中提高了长度测量的准确性，也在现代测量中起着至关重要的作用。
参考文献：
[1]浅谈长度计量的发展和作用[J].郭琼,房莹,卢思名,李程.科技展望.2015(30)
[2]对于长度计量技术的几点看法[J].付小华.科技创业家.2014(19)
[3]长度计量技术浅析[J].殷元利.计量与测试技术.2014(07)
[4]长度计量技术的发展[J].刘爽,王勇,李郝鹏.品牌与标准化.2014(10)
[5]长度计量技术发展及应用[J].曹雪兰.城市建设理论研究(电子版).2017(02)
论文作者:尚玮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/29
标签：测量论文; 长度论文; 工件论文; 技术论文; 测量仪论文; 光学论文; 表面论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;