測量儀器中基準系統夏薇（安徽紡織職業技術學院，安徽合肥，23）基準量的精度。
一、前言測量就是把被測量與基準量進行比較的過程。測量必須有基準。測量精度首先取決于基準量的精度。
二、基準部件的類型劃分從基準部件與測量儀器結構關系看可分兩類：一類是緊密結合型，如萬能工具顯微鏡中的標尺；另一類是相對獨立型，如在電感測微儀上測量工件時所用的量塊。
根據基準元件體現的基準量值個數可分為單值基準量與多元基準量。量塊屬于單值基準量，多刻線線紋尺，度盤等屬于多元基準量。
根據計算量值的方法基準量又可分為絕對碼與增量碼兩類。線紋尺、度盤、碼盤均屬于絕對碼基準量，光柵、激光干涉標尺等屬于增量碼基準量。
按所體現的被測參數劃分，幾何量測量中，基準量可分為長度基準量、角度基準量和復合參數基準量。復合參數基準量又包括綜合參數基準量與函數參數基準量。
常用的長度基準量有光波波長，平面平行量塊、光柵尺、長感應同步器、磁尺、絲桿等。
角度基準量有度盤、角度量塊、光柵盤、圓感應同步器、磁盤、多面棱體，多齒分度盤等。
復合參數基準量包括綜合參數基準量與函數參數基準量兩類。綜合參數基準量通常用樣板，樣件體現。如表面粗植度樣板、圓度標準樣件等。函數參數基準量如標準縲旋線，漸開線等。
根據基準量部件的工作原理，基準量又可分為端面式、線紋式、光柵式、編碼器式、感應同步器式、光干涉標尺式等。
三、常用傳感器的基準置部件端面式基準量部件利用實體兩個端面之間的距離或夾角作為長度或角度基準。常用的端面式基準量有量塊、絲桿等；端面式角度基準量部件有角度量塊，多面棱體和多齒分度盤等。一些復合參數基準量樣板或樣件就實質來說也屬于端面式基準量。
量塊為常用的端面式基準量，它與利用刻劃等方式取得的基準量相比，有以下優點：可以通過修正達到篼精度。
可以直接與光波波長進行比較。
因量塊材料的膨脹系數與被測件接近，溫度因素帶來的誤差較小。
量塊屬單值基準量，為獲取不同的基準量值，需若干量塊W合，比麻煩。
量塊體現量值不好細分。
端面在使用中容易損傷。
因此，對量塊的主要要求是：a：尺寸和形狀精度高，*b：穩定性好；c：研磨性好；d：研合性好。
所以‘量塊材料選取要合適’熱處理工藝要合理，表面粗糖要求較篼，一般須在0.012mm以上。
因量塊'為單值基準量，使用不方便，因此國外曾制作了一種步距規。絲桿可以看作一種變態的步距規。它不僅是多值基準量，也種連續基準量。轉動不同角度‘可實現不同位移量，從而實現細分。
絲桿誤差分為累積誤差與周期誤差。絲桿作為長度基準量要求加工精度篼，變形與磨損小，因此材料選取上熱處理工藝尤為重要。
絲桿基準量部件的位移檢出機構常采用螺母，它與跟絲桿螺旋線上某一點上接觸的檢出機構相比，具有以下優點：在嚙合范圍內，對絲桿有平均作用。
可以采用修正機構‘進行誤差辛唯。
角度量塊就其優點而言‘與平行平面量塊相似。但是，其缺點是：由于其使用不方便，應用面較窄，主要用于相對測量。
多面棱體按其結構分為兩類：一類是用玻璃整體制成的多面體，表面鍍膜增進反射性能。另一類是用分高的光學反射鏡分別裝到鋼制的多面體各表面上，第二類應用是目前發展趨勢。
多面棱體因其結構特點，采用一定的工藝方法，可以獲得較篼的精度。其特點是：使用得當，不存在磨損和劃傷等問題。
由于自準儀的要求，反射面積不能太小，因而棱鏡面數不能太多。
作為基準部件的多面棱體有以下幾點要求：多面棱體本體及反射鏡材料穩定性要好。
多齒分度盤是近年來發展起來的利用平均效應實現精度圓分度的角度基準量。
多齒分度盤的優點如下：所有齒輪參加咕合，平均效應顯著，分度精度篼。
多齒分度盤的缺點如下：測量過程比較麻煩，必須經過脫開動合三個步*.（二）線紋式基準量部件線紋式基準量部件是利用刻劃在實物上的兩條刻線之間的距離或夾角作為長度或角度基準。常用的主要有兩種：線紋尺和度盤。
線紋式基準量所選用材料主要有金屬和玻璃兩類。金屬尺的優點是：加工性能好；一般情況下，因被測件與基準尺材料膨脹系數接近，溫度變化引起的誤差小。玻璃尺的優點是：讀數裝置可采用透射照明、亮度、襯度比較好，而且標尺易于復制。
?。ㄈ┕鈻攀交鶞柿坎考嬃抗鈻趴梢钥醋魇且环N刻線很密的標尺和度盤。幾何量測量中常用節距W=0.008~0.05mm的光柵尺，以及整圓上刻劃5400-64800線的光柵盤。與標尺和度盤不同在于，計量光柵不是根據個別刻線的位置，而是利用它所形成的莫爾條紋來實現測量的。
莫爾條紋主要是由光的干涉和衍射現象麗成的。莫爾條紋有以下主要特征：平均效應：莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同形成的，它反映了兩組刻線的平均位置，對刻線誤差有平均作用‘因而能在很大程度上減少單個和積累刻劃誤差的影響’提篼精確程度。
對應關系：光柵移動，刻線交點位置移動，亮帶、暗帶同時移動；光柵移動一個柵矩，莫爾條紋變化一個周期。
放大作用：莫爾條紋的間距遠遠大于光柵間距。
與線紋式基準量相比‘光柵式基準量有以下優缺點。
利用莫爾條紋發出讀數，當量小，便于細分，且易實現自動化測量。
利用莫爾條紋的平均效應可以減少光柵刻劃單個和積累誤差造成影響。
莫爾條紋在視場范圍內沿刻線方向能提供一條照度E近似按正弦規律變化的曲線，為細分創造了方便條件。
莫爾條紋讀數主要根據光通量變化進行測量，不需精確成像，光學系統簡單。
加工困難，精度較差；*需要加一套電器，成本提高。
與感應同步器、磁柵相比較，光柵有下列優缺點。
莫爾條紋的光電輸出信號較大。
便于取出多路有一定相差的信號。
光柵與它自身形成的莫爾條紋，可以完全排除氣隙變化對信號的影響。
1）對外界環境要求較嚴。
溫度變化產生誤差較大。
莫爾條紋信號為直流信號，放大時容易產生零點漂移。
編碼器包括碼尺與碼盤，碼尺用于測長，碼盤用于測角。二者均屬于絕對碼基準量。
編碼器一般為二進制。碼盤每一個角度對應不同的編碼。在測量時，只要根據碼盤的起始和終止位置，就可以確定轉角，與中間過程無關。碼尺從結構上看好象是一些不同柵距的光柵尺平行地排列在一起；碼盤好象是一些不同柵距的光盤同心地套在一起，從讀數原理而言，與光柵完全不同。它不是通過莫爾條紋來讀數，而是利用狹縫，根據各個碼道透光與不透光來讀取它對應的二進制編碼，通過譯碼顯示電路直接顯示線位置或角度位置。
由于微小的制作誤差存在，很可能造成讀數的粗誤差，為避免粗誤差，通常采用雙讀數頭法和用循環碼代替二進制碼。
C五）感應同步器式基準量部件感應同步器是利用電磁感應原理將位移量轉換成電信號并以數字脈沖形式輸出的傳感器。
感應同步器有長感應同步器和圓感應同步器。長感應同步器由定尺、滑尺組成。定尺為連續繞組固定在儀器基座上?；咄ǔＥ溆姓一蛴嘞依@組安裝在儀器工作臺下，繞組做成W型或U型。圓感應同步器由定子、轉于兩部分組成。
感應同步器誤差包括零位誤差和細分誤差兩種：零位誤差：零位誤差是指只有一組激磁繞組情況下，定子輸出零電壓的點偏高nw/2的誤差（其中w為定尺節距，n為整數）。零位誤差產生的主要原因有刻線誤差，安裝誤差，變形誤差及附加電勢等。
細分誤差：細分誤差的產生，除電路原因之外，主要是由于感應同步器定尺輸出信號不符合感應電勢與位移、節距的關系所引起的。由于制作和細分誤差等原因，感應同步器必須合理選取參數。
通常感應同步器定尺節距W=2mm，圓感應同步器角節距有4（T，1*，1*2（T，2*等。
?。┐艝攀交鶞柿坎考纱艝排c讀取磁頭兩部分組成。
磁盤用來測量角位移，磁尺用來測量線位移。
磁尺主要分為帶狀磁尺、線型磁尺和尺型磁柵。尺型磁柵是在一根絕磁材料制成的尺基上鍍一層Ni-Co或Ni*Co-P磁性薄膜，然后錄制而成，磁頭與磁柵不接觸使用。磁尺通過片簧結構固定在磁頭架上，工作中磁頭架沿磁尺的基準面運動。線型磁尺是在2mm的青銅線材上電鍵鎳1合金，然后錄磁得到，磁頭套在線型磁尺上，二者之間有很小間隙。帶狀磁尺是在一條寬約20mm，厚0.2mm的銅帶上鍍一層鎳-鈷合金磁膜，然后錄制而成。磁頭在接觸狀態下讀取信號。
磁盤與尺型磁柵一樣也是由基體、磁膜等部分組成。
錄制方便、時間短、成本低，可刪除重新錄制。
可方便錄制任意節距的磁棚。
帶狀可做得很長，線型可做得很小。
錄制時，可避免安裝誤差，修正累積誤差。
磁柵是利用漏磁通變化來產生感應電勢的，磁柵節距減小，其輸出靈敏度相應下降。通常磁柵選為2mm，磁盤節距為幾分至幾十分。
（七）光干涉式基準量部件利用光的干涉原理，將光波波長作為測長的基準量。其原理是，利用光程差，產生干涉條紋，干涉條紋周期變化，光電輸出信號也同期變化；根據變化的周期數，確定所測長度位移量。（下轉第84頁）應有便捷的聯系，與起居廳共同組成室內的公共活動區。衛生間應盡可能靠近臥室區，廁所的門應避免開向起居廳。當設兩個衛生間時，其中一個應設在公共使用方便的部位。廚房、衛生間應便于與集中管道聯系，減少管線的安裝長度。
廚房類型分操作型與餐室型，面積相應為大于6平方米和8平方米。廚房設施布置以“一空間，一個封閉設便器和洗浴設施，浴室宜能放置1.5米長浴室或預留位，另一個開敞空間設盥洗設備，并留放置洗衣機的位置。
廚房應按洗、切、燒、C的基本功能要求，配置相應設施，并根據不同套型配置不同檔次的廚具。
廚房內應設排油煙機及風道。風道應滿足順暢、不串氣、不傳聲的要求，當采用直排風道時應注意解決二次污染的問題。熱水器安裝在廚房時，應留有安裝位置，要便于通風換氣和管道、煙道的安裝。廚房照明除頂部照明外，在主要操作而應配置局部照明。電氣插座位置應方便排油煙機及電炊具等的安裝與使用。衛生間應滿足浴、便、洗面、洗滌器功能的要求，合理布置相應設施，并可適當分間。標準高的套型，可設2~3個衛生間。衛生間應考慮洗衣機的位置，有關電器、給排水管道應安裝到位。衛生間除頂部照明外，化妝、洗面應配置局部照明。
應設集中管井和水平管道區。廚房內較長的水平管道宜設在廚柜后面或下方墻角處的空間中。衛生間的水平管道設在用具的下面。遠離集中管道的便器，廚房廢水應單獨設置排水主管，注意隱蔽和暗藏。電路敷設應分為照明和家電，氣裝置兩個回路，電表容量充足，并裝漏電保護器。
廚房、衛生間墻面裝修以便于清潔、衛生的瓷磚或不擦洗的涂料為主，其地面應以防滑材料為主。
宜采用淺顯明快的色彩，廚具、潔具、墻面、地面的各種色彩應協調、統一、和諧。宜使用優質的推拉門、折疊門；油漆及飾面材料應便于清洗。文稿責編丁翔Q上接第97頁）以光波波長作為基準量進行測量，因此對光波波長要求很高：即單色性能好。穩定性高，再現性好。波長變化，頻率變化都會影響測量精度；單色性影響量程。超過量程，就看不清干涉條紋了。
激光是一種基于受激發射，通過在諧振腔內形成振蕩而發出的新型光，它具有單色性好，亮度篼，方向性好等許多優點‘所以，激光在工程測量中應用很廣泛。
激光干涉基準量就是充分利用激光的優點，與光柵、感應同步器等相比較，它具有以下優點：因單色性好，波長穩定等優點，因而精度高。
可以作大位移測量，不須做很長的基準尺，因而測量簡單。
基準量自身脈沖當量很小，所需細分數小。
產生光電信號強，信噪比篼。
缺點：1、對環境要求較嚴。2、測量數據必須經過脈沖當量轉換。3、在角度測量中應用不廣泛。
計量水平是衡量一個國家科技發展水平高低的主要指標之一。計量離不開基準，只有充分了解掌握好基準量，才能夠更好地應用基準，提篼基準精度，發展計量事業。文稿責編袁龍軎
來源：中國刀具網
