長(cháng)度計量的(長(cháng)度計量標準包括那些)
1.長(cháng)度計量標準包括那些
長(cháng)度計量技術(shù)是研究長(cháng)度測量，保證量值準確和測量單位統一的技術(shù)。
長(cháng)度計量中的長(cháng)度包括距離、角度、表面粗糙度、圓度和直線(xiàn)度等以“米”為基本單位的幾何量，所以長(cháng)度計量也常稱(chēng)為幾何量計量。 長(cháng)度測量是將被測長(cháng)度與已知長(cháng)度比較，以確定被測長(cháng)度量值的過(guò)程。
量值以數字和單位表示，例如用游標卡尺測量圓柱體直徑，測得的數值20.24毫米就是量值。主尺上的刻度就是已知長(cháng)度。
機械制造中進(jìn)行長(cháng)度計量是為了保證工件的互換性和產(chǎn)品質(zhì)量，一般以毫米和微米作為測量單位。 長(cháng)度計量的主要是研究和建立長(cháng)度計量基準、實(shí)現長(cháng)度計量的量值傳遞、研究孔徑測量、角度測量、直線(xiàn)度測量、平面度測量、表面粗糙度測量、圓度測量、圓柱度測量、螺紋測量、齒輪測量、自動(dòng)測量等方法和測量誤差，以及測量結果的數據處理等。
在古代，人類(lèi)為了測量田地等就已經(jīng)進(jìn)行長(cháng)度測量，最初是以人的手、足等作為長(cháng)度的單位。但人的手、足大小不一，在商品交換中遇到了困難，于是便出現了以物體作為測量單位，如公元前2400年出現的古埃及腕尺，中國商朝出現的象牙尺和公元九年制造的新莽銅卡尺等。
長(cháng)度單位經(jīng)歷了多次演變后，1496年和1760年，英國開(kāi)始采用端面和線(xiàn)紋的碼基準尺作為長(cháng)度基準。1789年法國提出建立米制，1799年制成阿希夫米尺。
在機械制造業(yè)中最早應用的是機械原理的測長(cháng)技術(shù)。1631年發(fā)明游標細分原理。
18世紀中葉，人們已應用螺紋放大原理進(jìn)行長(cháng)度測量。機械測長(cháng)技術(shù)迄今仍是工業(yè)測量中的基本測量技術(shù)之一，它能達到很高的精確度。
應用光學(xué)原理的測長(cháng)技術(shù)也出現較早。19世紀末出現立式測長(cháng)儀，20世紀20年代前后已應用自準直、望遠鏡、顯微鏡和光波干涉等原理測長(cháng)，使工業(yè)測量進(jìn)入不接觸測量領(lǐng)域，解決了一些小型復雜形狀工件，例如螺紋的幾何參數、樣板的輪廓尺寸和大型工件的直線(xiàn)度、同軸度等形狀和位置誤差的測量問(wèn)題。
氣動(dòng)原理的測長(cháng)技術(shù)是在20年代后期發(fā)展起來(lái)的。它的測量效率高，對環(huán)境條件要求不高，適宜在車(chē)間使用，但其示值范圍小，阻礙了它的發(fā)展。
應用電學(xué)原理測長(cháng)是在30年代初期發(fā)展起來(lái)的。首先出現的是應用電感原理的測微儀。
后來(lái)由于電子技術(shù)的發(fā)展，電學(xué)原理的測長(cháng)技術(shù)發(fā)展很快。它可以把微小誤差放大到100萬(wàn)倍，也就是說(shuō)0.01微米的誤差值可以10毫米的刻度間隔表示出來(lái)。
并且電子線(xiàn)路還能實(shí)現各種演算和自動(dòng)測量。 60年代中期以后，在工業(yè)測量中逐步應用電子計算機技術(shù)。
電子計算機具有自動(dòng)修正誤差、自動(dòng)控制和高速數據處理的功能，為高精度、自動(dòng)化和高效率測量開(kāi)辟了新的途徑，因而在長(cháng)度測量中應用得越來(lái)越廣泛。現代測量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為精密機械、光、電和電子計算機等技術(shù)相結合的綜合性技術(shù)。
測量方法 在工業(yè)測量中，要根據被測對象的材質(zhì)、形狀、大小、批量和精度等選定可能的和符合經(jīng)濟原則的測量方法。 單項測量是分別測量被測件的幾何參數，例如螺紋的中徑、半角和螺距；齒輪的齒形、周節和齒向等，可根據測量結果分析工藝誤差。
綜合測量是測量由各有關(guān)參數折合而成的某一當量或綜合測量各有關(guān)參數，例如用螺紋量規檢驗螺紋折合中徑；齒輪單面嚙合檢查儀測量齒輪切向綜合誤差等。綜合測量是一種模擬實(shí)際使用情況的測量方法，測量結果能較真實(shí)地反映使用質(zhì)量，測量效率也高，適用于檢驗工件合格與否。
絕對測量是指用量值直接表示被測長(cháng)度全長(cháng)的測量方法。相對測量是指量值僅表示被測長(cháng)度偏差的測量方法，例如用比較儀和量塊測量。
接觸測量是指被測表面與長(cháng)度測量工具的測頭有機械接觸；不接觸測量是指利用光學(xué)、氣動(dòng)等瞄準定位方法，長(cháng)度測量工具的瞄準定位部分或測頭等不與被測表面接觸，例如用激光掃描法測量外徑和氣動(dòng)測頭測量直徑等。 直接測量是將被測長(cháng)度與已知長(cháng)度直接比較，從而得出所需的測量結果，是常用的測量方法。
間接測量的測量結果是通過(guò)測量與被測長(cháng)度有一定函數關(guān)系的長(cháng)度，經(jīng)過(guò)計算后才得到的，例如測量大型工件外徑時(shí)，也有采用測量圓周長(cháng)度，經(jīng)過(guò)計算后求出外徑的。 主動(dòng)測量是把加工過(guò)程中測量所得信息直接用于控制加工過(guò)程以得到合格工件的測量。
被動(dòng)測量也稱(chēng)線(xiàn)外測量，是測量結果不直接用于控制加工精度的測量。 由于被測長(cháng)度的真值是理論上的概念，一般說(shuō)來(lái)是不知道的，而且測量結果與被測長(cháng)度真值之間總會(huì )存在差距（即誤差），所以在工業(yè)測量中常用實(shí)際值或修正過(guò)的算術(shù)平均值來(lái)代替真值。
實(shí)際值是滿(mǎn)足規定精確度的量值。 測量誤差的表示方式有兩種：以量值表示，即以所測得量值與實(shí)際值之差表示，以這種方式表示的誤差稱(chēng)為絕對誤差；以比值表示，即以絕對誤差與實(shí)際值之比表示，以這種方式表示的誤差稱(chēng)為相對誤差，例如用激光干涉儀測長(cháng)時(shí)，如其最大相對誤差為千萬(wàn)分之一，則表示在規定條件下，測量 1米長(cháng)度的誤差應不大于0.1微米。
測量結果與被測長(cháng)度真值的一致程度以精確度或準確度表示。它是正確度和精密度的綜合，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為精度。
若已修正系統誤差，則精確度常用不確定度來(lái)表示。不確定度表示由于存在測量誤差而對所測量值不能肯定的程度，以標。
2.測量基本知識
8.地球上某點(diǎn)的經(jīng)度為東經(jīng)112°21′，求該點(diǎn)所在高斯投影6°帶和3°帶的帶號及中央子午線(xiàn)的經(jīng)度？
9.若我國某處地面點(diǎn)P的高斯平面直角坐標值為：x=3102467.28m,y=20792538.69m。問(wèn)：
(1)該坐標值是按幾度帶投影計算求得。
(2) P點(diǎn)位于第幾帶？該帶中央子午線(xiàn)的經(jīng)度是多少？P點(diǎn)在該帶中央子午線(xiàn)的哪一側？
(3)在高斯投影平面上P點(diǎn)距離中央子午線(xiàn)和赤道各為多少米？
10.什么叫絕對高程？什么叫相對高程？
11.根據“1956年黃海高程系”算得地面上A點(diǎn)高程為63.464m,B點(diǎn)高程為44.529m。若改用“1985國家高程基準”，則A、B兩點(diǎn)的高程各應為多少？
12.用水平面代替水準面，地球曲率對水平距離、水平角和高程有何影響？
13.什么是地形圖？主要包括哪些內容？
14.何謂比例尺精度？ 比例尺精度對測圖有何意義？試說(shuō)明比例尺為1∶1000和1∶2000地形圖的比例尺精度各為多少。
15.試述地形圖矩形分幅的分幅和編號方法
8. 6°帶 N=19 L=111°
3°帶 n=37 l =111°
9. (1) 6 °帶；（2）第20帶，L20 =117°E，東側；
( 3)距中央子午線(xiàn)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∶10萬(wàn)；L=97°E ,B=38°N
3.測量知識
測量技術(shù)是一門(mén)具有自身專(zhuān)業(yè)體系、涵蓋多種學(xué)科、理論性和實(shí)踐性都非常強的前沿科學(xué)。
而熟知測量技術(shù)方面的基本知識，則是掌握測量技能，獨立完成對機械產(chǎn)品幾何參數測量的基礎。 1.1 測量的定義 一件制造完成后的產(chǎn)品是否滿(mǎn)足設計的幾何精度要求，通常有以下幾種判斷方式。
測量：是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過(guò)程中，將被測對象與復現測量單位的標準量進(jìn)行比較，并以被測量與單位量的比值及其準確度表達測量結果。
例如用游標卡尺對一軸徑的測量，就是將被對象（軸的直徑）用特定測量方法（用游標卡尺測量）與長(cháng)度單位（毫米）相比較。若其比值為30.52，準確度為±0.03mm，則測量結果可表達為（30.52±0.03）mm。
任何測量過(guò)程都包含：測量對象、計量單位、測量方法和測量誤差等四個(gè)要素。 測試：是指具有試驗性質(zhì)的測量。
也可理解為試驗和測量的全過(guò)程。 檢驗：是判斷被測物理量是否合格（在規定范圍內）的過(guò)程，一般來(lái)說(shuō)就是確定產(chǎn)品是否滿(mǎn)足設計要求的過(guò)程，即判斷產(chǎn)品合格性的過(guò)程，通常不一定要求測出具體值。
因此檢驗也可理解為不要求知道具體值的測量。 計量：為實(shí)現測量單位的統一和量值準確可靠的測量。
1.2 測量基準 測量基準是復現和保存計量單位并具有規定計量單位特性的計量器具。在幾何量計量領(lǐng)域內，測量基準可分為長(cháng)度基準和角度基準兩類(lèi)。
長(cháng)度基準：1983年第十七屆國際計量大會(huì )根據國際計量委員會(huì )的報告，批準了米的新定義：即“一米是光在真空中在1/299 792 458秒時(shí)間間隔內的行程 圖1-1 長(cháng)度計量檢定系統表（簡(jiǎn)化）長(cháng)度”。根據米的定義建立的國家基準、副基準和工作基準，一般都不能在生產(chǎn)中直接用于對零件進(jìn)行測量。
為了確保量值的合理和統一，必須按《國家計量檢定系統》的規定，將具有最高計量特性的國家基準逐級進(jìn)行傳遞，直至用于對產(chǎn)品進(jìn)行測量的各種測量器具。圖1-1為長(cháng)度（端度）計量檢定系統表（簡(jiǎn)化）。
角度基準：角度量與長(cháng)度量不同。由于常用角度單位（度）是由圓周角定義的，即圓周角等于360°，而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系，因此無(wú)需建立角度的自然基準。
1.3 量塊 量塊是一種平行平面端度量具，又稱(chēng)塊規。它是保證長(cháng)度量值統一的重要常用實(shí)物量具。
除了作為工作基準之外，量塊還可以用來(lái)調整儀器、機床或直接測量零件。 一般特性：量塊是以其兩端面之間的距離作為長(cháng)度的實(shí)物基準（標準），是一種單值量具，其材料與熱處理工藝應滿(mǎn)足量塊的尺寸穩定、硬度高、耐磨性好的要求。
通常都用鉻錳鋼、鉻鋼和軸承鋼制成。其線(xiàn)脹系數與普通鋼材相同，即為（11.5±1）*10-6 /℃，尺穩定性約為年變化量不超出±0.5~1μm/m。
結構：絕大多數量塊制成直角平行六面體，如圖1-2所示；也有制成φ20的圓柱體。每塊量塊都有兩個(gè)表面非常光潔、平面度精度很高的平行平面，稱(chēng)為量塊的測量面（或稱(chēng)工作面）。
量塊長(cháng)度（尺寸）是指量塊的一個(gè)測量面上的一點(diǎn)至與量塊相研合的輔助體（材質(zhì)與量塊相同）表面（亦稱(chēng)輔助表面）之間的距離。為了消除量塊測量面的平面度誤差和兩測量面間的平行度誤差對量塊長(cháng)度的影響，將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長(cháng)度，即兩個(gè)測量面的中心點(diǎn)的長(cháng)度。
精度：量塊按其制造精度分為五個(gè)“級”：00、0、1、2和3級。00級精度最高，3級最低。
分級的依據是量塊長(cháng)度的極限偏差和長(cháng)度變動(dòng)量允許值。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級”向市場(chǎng)銷(xiāo)售量塊，此時(shí)用戶(hù)只能按量塊的標稱(chēng)尺寸使用量塊，這樣必然受到量塊中心長(cháng)度實(shí)際偏差的影響，將反制造誤差帶入測量結果。
在量值傳遞工作中，為了消除量塊制造誤差對測量的影響，常常按量塊檢定后得到的實(shí)際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測量不確定度的量塊，并依此劃分量塊的等別，如圖1-1所示。
檢定后的量塊可得到每量塊的中心長(cháng)度的實(shí)際偏差，顯然同一套量塊若按“等”使用可以得到更高的測量精度（較小的測量不確定度）。但由于按“等”使用比較麻煩，且檢定成本高，固在生產(chǎn)現場(chǎng)仍按“級”使用。
使用：?jiǎn)蝹€(gè)量塊使用很不方便，故一般都按序列將許多不同標稱(chēng)尺寸的量塊成套配置，使用時(shí)根據需要選擇多個(gè)適當的量塊研合起來(lái)使用。通常，組成所需尺寸的量塊總數不應超過(guò)四塊。
例如，為組成89.765mm的尺寸，可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成，即 89.765 ………所需尺寸 -） 1.005 ………第一塊 88.76 -) 1.26 ………第二塊 87.5 -) 7.5 ………第三塊 80 ………第四塊 注意事項：量塊在使用過(guò)程中應注意以下幾點(diǎn)： ①量塊必須在使用有效期內，否應及時(shí)送專(zhuān)業(yè)部門(mén)檢定。 ②所選量塊應先放入航空汽油中清洗，并用潔凈綢布將其擦干，待量塊溫度與環(huán)境濕度相同后方可使用。
③使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)對量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面，影響其研合性， 。 ④輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。
⑤不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響。 ⑥使用完畢應，先用航空汽油清洗量塊，并擦干后涂上防銹脂放入專(zhuān)用。
4.古代人用什么計量長(cháng)度
“土圭”。
古代測量日影長(cháng)度的儀器。包括圭和表兩部分。
表為直立的標竿，圭是平臥的尺。表有二，分別置于圭的南、北兩端，且與圭相垂直。
春秋時(shí)已運用圭表來(lái)測定回歸年的長(cháng)度。《周禮。
地官。大司徒》：“以土圭之法測土深、正日影以求地中。
日南則景（影）短，多暑；日北則景長(cháng)，多寒；日東側景夕，多風(fēng)；日西則景朝，多陰。 ”鄭玄注：“土圭所致四時(shí)日、月之景也。”
賈公彥疏：“‘深’，謂日景長(cháng)短之深也。”北齊劉晝《新論。
心隱》：“二儀之大，可以章程測也；三綱之動(dòng)，可以圭表度也。”《宋史。
律歷志九》：“觀(guān)天地陰陽(yáng)之體，以正位辨方、定時(shí)考閏，莫近乎圭表。” 古代，人體的某些部分，都是制定長(cháng)度標準的重要依據。
最早有記載的人為標準來(lái)自古埃及。埃及人曾用質(zhì)地堅硬的花崗巖制作了一根長(cháng)度標尺，它的長(cháng)度是法老的小臂（肘到中指）的距離，因此又叫“腕尺”。
雖然這個(gè)標準確定得相當隨意，卻解決了重要問(wèn)題，比如：金字塔的準確施工得到了保證。 古希臘人崇尚人體美，他們找來(lái)美男子庫里修斯，以他雙手伸開(kāi)時(shí)兩手中指指尖的距離為長(cháng)度標準，稱(chēng)為“一潯”。
在古羅馬，愷撒大帝以軍隊行軍時(shí)行走2000步為一“羅馬里”。后來(lái)被英國人沿用，這便是“英里”。
公元9世紀，英皇亨利一世在位時(shí)，組織大臣們討論“一碼究竟應該多長(cháng)”，大臣們?yōu)榇藸幷摬恍荩髡f(shuō)各的理。亨利一世急了，一拍大腿說(shuō)：全都不許鬧，一碼就是我鼻尖到食指尖的距離。
英寸的標準是10世紀英皇埃德加的拇指關(guān)節的長(cháng)度。到了14世紀，英皇愛(ài)德華二世頒布“標準合法英寸”，從大麥穗中選取3粒最大的麥粒排成一行，其長(cháng)度就是一英寸。
英尺起初是一個(gè)成年人的腳長(cháng)。但德國人并不滿(mǎn)意這種隨意性，他們認為腳的長(cháng)度因人而異，人們都依據自己的腳長(cháng)來(lái)計算長(cháng)度誤差太大。
于是，在16世紀，他們找了16個(gè)男子，將他們左腳的長(cháng)度加在一起再除以16，求得平均腳長(cháng)，這就是現在的“英尺”。 秦始皇：王侯身體部位的“終結者” 隨意定義長(cháng)度標準的并不僅限于老外，中國的情況也基本類(lèi)似。
史書(shū)記載，在遠古時(shí)期，中國人便“布手知尺”、“身高為丈”、“邁步定畝”。古人中指中節之長(cháng)被定義為“一寸”，直到現在，中醫的針灸還沿用這個(gè)標準。
中國最早的長(cháng)度標尺是安陽(yáng)殷墟出土的商尺。這把骨尺由獸骨磨成，長(cháng)17厘米，上面標刻著(zhù)等長(cháng)的10個(gè)單位。
到了春秋戰國時(shí)期，各國諸侯各自定義自己領(lǐng)土內的長(cháng)度標準。這個(gè)王的手掌，那個(gè)王的小腿，都紛紛派上用場(chǎng)，使得長(cháng)度標準極為混亂，給國與國之間的交流造成了極大不便。
到秦始皇統一度量衡時(shí)，王侯的身體部位才退出歷史舞臺。 法國大革命勝利后，科學(xué)家拉格朗日于1791年被選為法國度量衡委員會(huì )主席。
在他的推動(dòng)下，法國當局規定：把經(jīng)過(guò)巴黎的地球子午線(xiàn)的四千萬(wàn)分之一定義為“1米”。1960年，在第11屆國際計量大會(huì )上，科學(xué)界重新規定了米的標準：在真空中，氪86（氪的一種同位素）發(fā)出各向同性的橙色光波長(cháng)的1,650,763倍為1米。
這個(gè)標準被一直沿用至今。
