[科普中国]-线纹计量

简介

线纹计量是长度计量中的一项重要的参数。随着工业和科学技术的发展，线纹计量更广泛地应用于各个领域，如用于精密机床和加工中心的坐标位移测量、测绘中大长度的遥感精密测量等2。

标准线纹尺类型及特征标准线纹尺的类型及其基本特征见表1。

|| || 标准线纹尺的类型及特征

标准线纹尺的示值误差各种标准线纹尺的示值极限误差见下表。

|| || 标准线纹尺的示值误差

表中L为被测长度，单位为m。

线纹计量基准我国目前的长度计量基准是0.633 波长基准。组成国家计量基准的全套计量器具为碘稳频氦——氖激光器。其相对不确定度 2。

线纹工作计量基准器具是双频激光干涉仪和激光干涉比长仪。双频激光干涉仪的测量范围为（1~24）m，接长后可测至100m。相对不确定度 。

激光干涉比长仪工作基准是由氦——氖激光器（相对不确定度 ）与仪器主体组成的激光干涉比长仪、殷钢基准米尺、200mm石英基准尺组成的工作计量基准。

测量范围为（0～1000）mm。不确定度测量长度 ，（L：测量长度，单位：m，以下均同）。

线纹计量方法度盘直径误差的检测，有单常角法、多常角对称联系法、全组合法、标准盘比较法、双盘双向比较法等。

近年来， 我们在光电检验的基础上，研究成功了细分采样法， 可以对度盘刻线逐条地进行动态检验，使检验效率提高了几个数量级，使许多检验误差影响减小，并进而可以运用组合方法进一步进行平差。

检侧圆光栅的光电定角比相法是近十年来不断研究改进所取得的一种成果，它用指示光栅构成的读数系统代替显微镜读数，可以进行动态测量，运用单常角、双常角、多常角等方式，提高了检测精度，此法所用设备简单，不需要分度基准元件，可以检测任意进制任意线数圆光栅。

轴颈圆度的检侧是与工作密切有关的一个问题，我们最初试验了富氏分析法，后来研究成一种误差联系法，通过电子计算机解十二元线性方程组，在使用时可以用特殊设计的运算表格方便地求得误差数列。

另一种是简化计算法，适合车间现场快速检测。这些方法已在国内推广使用3。

常用的线纹计量器具线纹工作计量器具包括各种规格的钢直尺、钢卷尺、水准尺、木直尺、纤维尺以及测距仪等。

钢卷尺钢卷尺是使用极广的量具。钢卷尺按用途可分为三类：

（1）普通钢卷尺，用于测量物体长度；

（2）测深钢卷尺，用于测量液体深度；

（3）钢围尺主要用于测量物体的直径和周长。

钢卷尺的主要结构为具有一定弹性的整条钢带，卷于金属（或塑料）材料制成的尺盒或框架内。普通钢卷尺和钢围尺的尺端装有拉环或尺钩，制动式卷尺附有控制尺带收卷的按钮装置。测深钢卷尺的尺端带有铜制的尺砣，它与尺带的连接可以是固定的，也可以是挂钩式的，尺砣按质量分为0.7kg和1.6kg两种。

钢卷尺的标称长度对于10m以下的钢卷尺取0.5的整数倍，对于10m以上的钢卷尺取5的整数倍。

钢卷尺分Ⅰ 级和Ⅱ级两个等级。其最大允许误差 为：Ⅰ 级： =±（0.1+0.1L）mm；Ⅱ级： =±（0.3+0.2L）mm。式中，L以米为单位。

检定或校准钢卷尺示值误差时，在钢卷尺检定台上采用标准钢卷尺为标准，以比较法进行测量。钢卷尺检定台的长度一般不小于5米。在检定时，标准钢卷尺和被检钢卷尺的一端分别固定，另一端加上张力，对于普通钢卷尺和钢围尺张力为49N；对于测深钢卷尺，轻砣尺为9.8N，重砣尺15.7N。通常被检尺的长度大于标准尺的长度， 因此在检定或校准时采用分段测量，其全长误差为各段误差的代数和。

钢直尺钢直尺包括普通钢直尺和棉纤维钢尺， 由不锈钢片制成。钢直尺的刻线面上下两侧刻有线纹。普通钢直尺的标称长度有150，300，500，（600），1000，1500，2000mm六种。棉纤维钢尺的标称长度为50mm 。尺的方形一端为工作端， 另一端为圆弧并带悬挂孔。

钢直尺示值误差的检定或校准是以三等金属线纹尺为标准与被检尺进行比较测量。对于1500mm和2000mm钢直现了不相关且不可控因素。尺采用分段测量，其全长误差为两段误差的代数和。

纤维卷尺和测绳纤维卷尺和测绳主要用于土木工程、市政道路等方面长度尺寸的测量。纤维卷尺包括塑料卷尺和布卷尺。测绳的主要结构由尺头拉环或尺头、纤维尺带、摇柄、尺盒或金属（塑料）架等组成。纤维卷尺的标称范围一般在（0～50）m内，特殊规格有100m，150m，200m；测绳标称范围一般在（0～200）m内。

纤维卷尺的分度值为1mm，2mm，10mm；测绳的分度值为1cm，1m。纤维卷尺和测绳示值误差的检定采用标准钢卷尺直接测量。2