[科普中國]-標(biāo)準(zhǔn)尺

常用標(biāo)準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺

配合水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量的標(biāo)尺。一般長為3m，分普通水準(zhǔn)尺、精密水準(zhǔn)尺兩類：2

普通水準(zhǔn)尺有單面和雙面之分，多用優(yōu)質(zhì)的木料或金屬材料制成。水準(zhǔn)尺正面繪有黑白相間的分劃，反面繪有紅白相間的分劃，兩面分劃零點相差一個常數(shù)，用以檢核觀測時讀數(shù)有無錯誤。

單面尺又分直尺、折尺和塔尺 （三節(jié)套接）。

精密水準(zhǔn)尺的木質(zhì)殼內(nèi)安裝一條因瓦合金帶尺，尺上繪有線條式1cm或0.5cm的分劃。同一尺上有兩排分劃，左側(cè)為基本分劃，右側(cè)為輔助分劃，用作檢核讀數(shù)有無錯誤。

水準(zhǔn)尺的檢校包括如下項目：

①水準(zhǔn)尺上圓水準(zhǔn)器的檢校；

②水準(zhǔn)尺分劃面彎曲差的測定；

③一對標(biāo)尺的零點不等差及基、輔分劃讀數(shù)差的測定；

④一對標(biāo)尺名義米長的測定；

⑤水準(zhǔn)標(biāo)尺分米分劃誤差的測定。

線紋尺線紋尺是幾何量計量的主要的實物標(biāo)準(zhǔn)，線紋尺是多值量具，它以兩刻線間的距離來復(fù)現(xiàn)長度量值。線紋計量在現(xiàn)代社會中廣泛應(yīng)用，線紋量值是否準(zhǔn)確統(tǒng)一對國民經(jīng)濟(jì)將產(chǎn)生重大影響。

標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的類型標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的類型及其基本特征見表。3

|| || 標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的類型及特征

標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的示值誤差各種標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的示值極限誤差見下表。

|| || 標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的示值誤差

表中L為被測長度，單位為m。

游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是一種具有游標(biāo)刻度的量具，由一根主尺和一根移動的副尺（游標(biāo)）組成。用來測量零件或工件的內(nèi)外直徑或厚度等，精密度可達(dá)0.02毫米。簡稱卡尺。4

主要用途：可測量凹槽的寬度和深度、管的內(nèi)徑和外徑以及零件的厚度（一般測量精度為0.1mm）。

結(jié)構(gòu)特點：主要由主尺、游標(biāo)尺、內(nèi)測腳、外測腳和測深窄片組成。

操作要點：

（1）測物體內(nèi)外徑或長度時，先把被測物體放在刀口處夾緊；

（2）再擰動游標(biāo)尺上端的緊固螺母將游標(biāo)尺固定；

（3）讀數(shù)時，先看清主尺上的數(shù)值，再讀出游標(biāo)尺上的數(shù)值。

實際應(yīng)用：

（1）測量鋁板、玻璃的厚度和較細(xì)金屬絲的直徑；

（2）測量管壁的厚度和容器的深度等。

檢定方法標(biāo)準(zhǔn)尺的檢定采用直接檢定法。

將工作標(biāo)準(zhǔn)尺直接放在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行檢定的方法稱為直接檢定法。

這種方法誤差多來源于除讀數(shù)誤差，標(biāo)準(zhǔn)尺的檢定誤差外，還有工作標(biāo)準(zhǔn)尺的變形誤差，標(biāo)準(zhǔn)尺溫度側(cè)定誤差的影響等等。

測量原則在長度測量中，測量過程就是將被測工件的尺寸與作為標(biāo)準(zhǔn)的紋線尺或量塊等尺寸進(jìn)行比較的過程。測量裝置需要移動，由于測量裝置的導(dǎo)軌有制造和安裝誤差，因此測量裝置在移動過程中會產(chǎn)生方向偏差。

為了盡量減小這個偏差對測量結(jié)果的影響，1890年德國人阿貝提出了一個指導(dǎo)性的原則：“將被測物與標(biāo)準(zhǔn)尺沿測量軸線成直線排列?！?/p>

這就是阿貝原則 （又稱阿貝比長原則或阿貝測長原則）。意為被測尺寸與作為標(biāo)準(zhǔn)的尺寸應(yīng)在同一條直線上，也就是說量具或儀器的標(biāo)準(zhǔn)量系統(tǒng)與被測尺寸應(yīng)按串聯(lián)的形式排列。

阿貝原理的意義和應(yīng)用可以通過標(biāo)準(zhǔn)尺與被測尺寸的兩種不同布置方案來說明。

應(yīng)用（1）標(biāo)準(zhǔn)尺可用于工業(yè)測量實驗室或近景攝影測量實驗室兩測墩間基線長度以及高差的精密測定，依所用測角儀器，精度可達(dá) （0.02~0.01）mm；1

（2）標(biāo)準(zhǔn)尺可用于車間內(nèi)聯(lián)機(jī)3維工業(yè)測量控制網(wǎng)的建立，以用于批量大型工業(yè)部件孔群放樣等目的，控制網(wǎng)的形狀依需要設(shè)計，控制面積可達(dá)數(shù)百平方米；

（3）標(biāo)準(zhǔn)尺可應(yīng)用檢定低級別標(biāo)準(zhǔn)尺（如低級水準(zhǔn)尺和各類標(biāo)尺），使用0.5''級儀器，檢定精度可控制在 0.1 mm以內(nèi)；

（4）標(biāo)準(zhǔn)尺可應(yīng)用于精密檢測地面上一組GPS接收機(jī)間的位置，可應(yīng)用于多傳感器集成系統(tǒng)各傳感器間位置的檢測與放樣；

（5）標(biāo)準(zhǔn)尺還可用于豎直基線的精密測定；

（6）原則上，標(biāo)準(zhǔn)尺就是物方空間一種任意方位的已知長度（刻劃），交會條件許可時可應(yīng)用于各類工程或工業(yè)測量。

應(yīng)用意義工業(yè)目標(biāo)的測量精度要求常在亞mm級以至更高級別。西方國家近年推出的一系列工業(yè)測量儀器，如瑞士徠卡公司的5100A型3維工業(yè)測量系統(tǒng)和SMART 310型激光跟蹤系統(tǒng)、美國API公司的Tracker Ⅱ型激光跟蹤儀以及日本Keyence公司的LC系統(tǒng)和LK系統(tǒng)的激光位移傳感器等等，就是應(yīng)對高精度、高速度的工業(yè)目標(biāo)的檢測與放樣的需要而問世的。1

這類新儀器設(shè)備或者能滿足大型工業(yè)目標(biāo)的亞mm級精度要求，或者能滿足生產(chǎn)流水線上小型工業(yè)目標(biāo)快速（如每秒1 000次的測量頻率）和高精度（如 5 m）的檢測要求。

對大型工業(yè)目標(biāo)（如大型軍用天線、艦船螺旋槳、橋梁部件等），可使用3維工業(yè)測量系統(tǒng)以及聯(lián)機(jī)的電子經(jīng)緯儀測角裝置。

這時，其重要的技術(shù)環(huán)節(jié)是綜合利用標(biāo)準(zhǔn)尺的優(yōu)越長度精度和儀器的優(yōu)越測角精度，以能精密地測定某些邊長。值得注意的是：在短距離的工業(yè)測量中，現(xiàn)有的常規(guī)測量儀器，其測距精度并不與測角精度相匹配，前者遠(yuǎn)低于后者。現(xiàn)有的常規(guī)測距裝置的“隨機(jī)加常數(shù)”達(dá)到 3 mm， 2 mm， 1 mm，ME5000型測距儀也有 0.20 mm。此等誤差在工業(yè)測量中常常是不可容忍的。以10 m的作業(yè)距離為例，對 0.5 mm的隨機(jī)加常數(shù)，其相對精度為1/20 000；對 1‘’的測角性能，其“相對精度”則可達(dá)1/20 000，兩者相差10倍。

相應(yīng)地，綜合使用標(biāo)準(zhǔn)尺和精確的測角性能，則可使測邊精度達(dá)到很高的級別，并滿足工業(yè)測量的要求。