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行内新闻

回顾测量仪器的发展史

发布日期:2018-03-11 16:30:03

 

 历史发展

 
        学者和航海者都十分清楚,如果能在海面上准确测量出天体的位置,那么海员们便可以比较肯定地知道他们所在的纬度。要做到这一点,需要的是精密的测量仪器。
 
 
        托勒密曾经描绘过星盘(又叫测星仪)。体积大些的星盘用在天文台里,体积小的用在船上。星盘的使用需要三个人合作:一个人抓住星盘上的拇指环,一个人瞄准,另外一个人读出表盘上的结果。当船晃动得比较剧烈时,得出的结果自然也就不是很准确。所以只要可能,海员们就会上岸测量。
 
        古代的天文学家使用十字标尺来测量星星的纬度,后来水手们也把它应用于航海中。这件仪器由一根标尺和一个十字形尺组成,十字形尺较低的一端置于水平位置。沿着标尺观察天体的同时,滑动十字形尺直到它在你的视野里接触到观察物(太阳或星星),然后读出标尺上的度数。这种仪器只需一个人便可以操作。
 
        星盘和十字标尺都需要观察者直接观察太阳。晴天,过强的光线会使观测无法进行。为了解决这个问题,英格兰船长、航海家约翰?戴维斯发明了背标尺。它由一根标尺和一根可以滑动的横木制成。观察者观测时先背朝太阳,然后滑动横木直到它在前方的小盘里投下阴影。通过这种方法,观察者可以观测地平线。
 
        约翰•戴维斯在一位来自剑桥的数学家爱德华•莱特的帮助下发明了象限仪。这件仪器的横木上有一只目镜,通过目镜,观察者可以观测地平线和被反射的太阳。
 
        克洛伊希克的水文地理学家皮埃尔•布哥尔对象限仪做了进一步改进,改进后的象限仪使观察者通过目镜能看到太阳落在地平线上。
 
        在英格兰的约翰•哈德雷发明了八分仪,并于1732年首次试用。它由一部反射望远镜和一架酒精水准器组成。这件仪器比以前海上用过的其它任何仪器都要更加精确。
 
仪器指标
 
        测量仪器的概念其基本内容包括:精度、误差、测量标准器材、长度测量、角度测量、形状测量、传统光学仪器。在精密测量上的应用等等。
 
        测量仪器有接触试和光学试测量两种(现在用的最多)。 接触试:一般测量工具和3D测量工具(三坐标测量机又叫三次元) 又叫三次元 ,它可以测量很多复杂的空间尺寸:如模具和汽车产品。
 
 
常见类型
 
电子测量仪
 
        电子测量仪器具有独特的关联战略性产业,它自身的发展好坏,对整个国民经济特别是电子信息产业的发展有着十分明显的影响。我国的电子测量仪器市场庞大,需求量大,电子测量仪器对电子信息产业的发展起到至关重要的作用。
 
        国内电子计测技术及电子测量仪器的发展迅速,遍及各行各业,第一、电子计测技术基础理论研究:新的测试理论和方法研究、人工智能理论研究、频率基溯源与标准器获得方法研究、新型测控总线及系统结构研究、测量与仪器标准的研究与制定等都是今后在理论研究方面的重点。第二、电子计测技术的发展:发展较快的技术有先进测控总线技术、数字信号处理新技术、综合测试与故障诊断新技术、光频标和精密时频测试新技术等。第三、二类重要电子测量仪器:矢量网络分析仪的一个重要发展方向是构建以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统;另外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。调制域分析仪器是当今唯一能直接对通信传输中随时间而变化的晃动进行精确测量的技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。第四、电子测量仪器现代生产技术的发展:仪器产品的设计和生产水平是衡量一个国家科技工业基础和工业能力的重要标志,贯穿于整个产品生产的全过程和全寿命周期中。今后在仪器仪表生产技术的研究中要注意解决好产品设计和过程监管模式问题,研究新型的仪用器件,研制高精度和高质量的仪器仪表专用元器件、零部件和整机的质量检验设备,研究虚拟试验验证和工程化验证技术,研究先进的生产工艺和流程,研究稳定性、可靠性、可维护性和可测性新的评估方法,以及产品的标准化认证体制。第五、电子测量仪器综合测试系统:综合测试应将研究的重点放在综合测试系统的体系优化研究,测控系统的统一性和整体性技术研究,传感器信息处理和多传感器数据融合技术研究,大区域现场测试的分布式网络互联、触发、同步等技术研究,以及基于合成仪器与系统的可重构测控系统技术研究等多个方面。
 
        中国电子测量仪器目前处于新中国成立以来第二次发展机遇。主要源于中国经济的发展,中国经济出现了两个变化:一是产业要升级,二是产业要自主创新。一个产业从原材料的选定、生产过程的监控、产品的测试、行业运营都需要电子测量仪器完成,因此电子测量仪器肩负着其它产业升级、自主创新的历史使命。
 
手动影像
 
        手动影像测量仪依靠人工操作控制测量平台的X、Y轴的移动,来获取被测物体的光学影像,通过光学显微镜将其放大,经过CCD摄像系统将放大后的物体影像送入计算机后,能高效地检测各种复杂工件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置,进而读取出需要的几何量尺寸。
 
自动影像
 
        自动影像测量仪是在手动影像测量仪基础上,改人工控制为电脑系统控制X、Y、Z轴的移动,在选取被测物体的轮廓、角度等几何量时,更为精确和方便快捷。目前已经成为国内使用最广泛的影像测量仪种类,并有取代手动影像测量仪的趋势。
 
        对于测量仪器的学习要求,不仅要了解了基本测绘工作地全过程,更要系统地掌握了测量仪器操作、数据处理、施工放样等基本技能。测量要求认真、仔细、精确、严谨,很小的错误也会在工程中造成很严重的后果,所以在测量工作中我们都必须要有认真严谨的态度和吃苦耐劳的精神。
 
二次元
 
        二次元又称影像仪,影像测量仪,二维影像测量仪等,自动影像测量仪。
  
 
 
        三坐标测量仪依操作方式分类有手动、马达驱动、CNC和光学式等型式。
 
        手动式:操作者用手握住主轴使其沿着轴移动。测量时,需注意探头与工件间测量压力、及探头移动因加速度所造成轴产生弯曲导致测量误差。
 
        马达驱动式:马达驱动式三坐标测量仪一般可由游戏杆控制。它具有高测量精度、容易操作、且提供教导式测量等优点。
 
        CNC式:除了具有马达驱动式的功能之外,还可自动依照计算机所预先设定的程序执行测量,甚至有些厂商出品的三坐标测量仪,也提供了自动装拆工件。CNC式除提供尺寸测量 ( 点到点的测量 ) 外,也可作曲面的轮廓测量 ( 点到点的测量及扫瞄测量 )。
 
        光学试测量:可避免接触试测量中产品的变形和一些接触试测量无法完成的工作, 产品有:二次元,三维激光抄数机等。
 
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