線紋計量

線紋尺是幾何量計量的主要的實物標準，線紋尺是多值量具，它以兩刻線間的距離來復現長度量值。線紋計量在現代社會中廣泛套用，線紋量值是否準確統一對國民經濟將產生重大影響。

基本介紹

• 中文名：線紋計量
• 外文名：Linear measurement
• 套用領域：測繪科學
• 套用：檢定長度、精密刻劃
• 所用器具：高準確度的線紋計量器具
• 原理：雷射干涉測長

簡介

線紋計量是長度計量中的一項重要的參數。隨著工業和科學技術的發展，線紋計量更廣泛地套用於各個領域，如用於精密工具機和加工中心的坐標位移測量、測繪中大長度的遙感精密測量等。

標準線紋尺類型及特徵

標準線紋尺的類型及其基本特徵見表。

標準線紋尺的類型及特徵

類型	刻線		材料	用途
	總長/cm	間距/mm
一、二等標準玻璃線紋尺	200; 100	1	F6光學玻璃	檢定萬能工具顯微鏡等精密測長儀器
一、二等標準金屬線紋尺	1000	1	鎳鋼; （Ni的含量58%）	檢定金屬尺、精密工具機、精密測長儀器，或裝在工具機上作標準件
三等標準金屬線紋尺（日內瓦尺）	1020	一面為0.2mm，另一面為1mm	不鏽鋼、鋅白銅銦瓦材料等	檢定水準標尺、鋼直尺及其他線紋尺

標準線紋尺的示值誤差

各種標準線紋尺的示值極限誤差見下表。

標準線紋尺的示值誤差

類型		示值極限誤差	檢定所用儀器
標準玻璃線紋尺	一等	（0.1+105L）	雷射干涉比長儀
	二等	（0.2+1.5L）	雷射干涉比長儀、光電比較儀
標準金屬線紋尺	一等	（0.1+0.4L）	雷射干涉比長儀
	二等	（0.2+0.8L）	光電比較儀
三等標準金屬線紋尺（JJG71-1991）		全長範圍0.05mm; 任意100mm和10mm; 0.02mm; 任意1mm和0.2mm; 0.01mm	二等標準金屬、線紋尺、測長機、0.001mm讀數顯微鏡。溫度計、雷射干涉儀

表中L為被測長度，單位為m。

線紋計量基準

我國目前的長度計量基準是0.633 波長基準。組成國家計量基準的全套計量器具為碘穩頻氦——氖雷射器。其相對不確定度 。

線紋工作計量基準器具是雙頻雷射干涉儀和雷射干涉比長儀。雙頻雷射干涉儀的測量範圍為（1~24）m，接長後可測至100m。相對不確定度 。

雷射干涉比長儀工作基準是由氦——氖雷射器（相對不確定度 ）與儀器主體組成的雷射干涉比長儀、殷鋼基準米尺、200mm石英基準尺組成的工作計量基準。

測量範圍為（0～1000）mm。不確定度測量長度 ，（L：測量長度，單位：m，以下均同）。

線紋計量方法

度盤直徑誤差的檢測，有單常角法、多常角對稱聯繫法、全組合法、標準盤比較法、雙盤雙向比較法等。

近年來， 我們在光電檢驗的基礎上，研究成功了細分採樣法， 可以對度盤刻線逐條地進行動態檢驗，使檢驗效率提高了幾個數量級，使許多檢驗誤差影響減小，並進而可以運用組合方法進一步進行平差。

檢側圓光柵的光電定角比相法是近十年來不斷研究改進所取得的一種成果，它用指示光柵構成的讀數系統代替顯微鏡讀數，可以進行動態測量，運用單常角、雙常角、多常角等方式，提高了檢測精度，此法所用設備簡單，不需要分度基準元件，可以檢測任意進制任意線數圓光柵。

線紋計量

軸頸圓度的檢側是與工作密切有關的一個問題，我們最初試驗了富氏分析法，後來研究成一種誤差聯繫法，通過電子計算機解十二元線性方程組，在使用時可以用特殊設計的運算表格方便地求得誤差數列。

另一種是簡化計算法，適合車間現場快速檢測。這些方法已在國內推廣使用。

常用的線紋計量器具

線紋工作計量器具包括各種規格的鋼直尺、鋼捲尺、水準尺、木直尺、纖維尺以及測距儀等。

鋼捲尺

鋼捲尺是使用極廣的量具。鋼捲尺按用途可分為三類：

（1）普通鋼捲尺，用於測量物體長度；

（2）測深鋼捲尺，用於測量液體深度；

（3）鋼圍尺主要用於測量物體的直徑和周長。

鋼捲尺的主要結構為具有一定彈性的整條鋼帶，卷於金屬（或塑膠）材料製成的尺盒或框架內。普通鋼捲尺和鋼圍尺的尺端裝有拉環或尺鉤，制動式捲尺附有控制尺帶收卷的按鈕裝置。測深鋼捲尺的尺端帶有銅製的尺砣，它與尺帶的連線可以是固定的，也可以是掛鈎式的，尺砣按質量分為0.7kg和1.6kg兩種。

鋼捲尺的標稱長度對於10m以下的鋼捲尺取0.5的整數倍，對於10m以上的鋼捲尺取5的整數倍。

鋼捲尺分Ⅰ 級和Ⅱ級兩個等級。其最大允許誤差 為：Ⅰ 級： =±（0.1+0.1L）mm；Ⅱ級： =±（0.3+0.2L）mm。式中，L以米為單位。

鋼捲尺

檢定或校準鋼捲尺示值誤差時，在鋼捲尺檢定台上採用標準鋼捲尺為標準，以比較法進行測量。鋼捲尺檢定台的長度一般不小於5米。在檢定時，標準鋼捲尺和被檢鋼捲尺的一端分別固定，另一端加上張力，對於普通鋼捲尺和鋼圍尺張力為49N；對於測深鋼捲尺，輕砣尺為9.8N，重砣尺15.7N。通常被檢尺的長度大於標準尺的長度， 因此在檢定或校準時採用分段測量，其全長誤差為各段誤差的代數和。

鋼直尺

鋼直尺包括普通鋼直尺和棉纖維鋼尺， 由不鏽鋼片製成。鋼直尺的刻線面上下兩側刻有線紋。普通鋼直尺的標稱長度有150，300，500，（600），1000，1500，2000mm六種。棉纖維鋼尺的標稱長度為50mm 。尺的方形一端為工作端， 另一端為圓弧並帶懸掛孔。

鋼直尺示值誤差的檢定或校準是以三等金屬線紋尺為標準與被檢尺進行比較測量。對於1500mm和2000mm鋼直現了不相關且不可控因素。尺採用分段測量，其全長誤差為兩段誤差的代數和。

纖維捲尺和測繩

纖維捲尺和測繩主要用於土木工程、市政道路等方面長度尺寸的測量。纖維捲尺包括塑膠捲尺和布捲尺。測繩的主要結構由尺頭拉環或尺頭、纖維尺帶、搖柄、尺盒或金屬（塑膠）架等組成。纖維捲尺的標稱範圍一般在（0～50）m內，特殊規格有100m，150m，200m；測繩標稱範圍一般在（0～200）m內。

纖維捲尺的分度值為1mm，2mm，10mm；測繩的分度值為1cm，1m。纖維捲尺和測繩示值誤差的檢定採用標準鋼捲尺直接測量。