第一节长度的基准和标准演示文稿.ppt

第一节长度的基准和标准演示文稿1页，共16页，星期二优选第一节长度的基准和标准2页，共16页，星期二米制的提出与复现米制的提出与复现】17901790年年，法国科学院受法国国民议会委托，首次，法国科学院受法国国民议会委托，首次提出提出“米米制制”概念概念它将通过巴黎天文台的地球子午线长度的四千万它将通过巴黎天文台的地球子午线长度的四千万分之一定义为分之一定义为“米米”1792179217981798年年，在西班牙的巴塞罗那和法国的敦刻尔克间，在西班牙的巴塞罗那和法国的敦刻尔克间进行三角进行三角测量测量，得出通过巴黎天文台的地球子午线从赤道到，得出通过巴黎天文台的地球子午线从赤道到地极点的距离，并以它的千万分之一地极点的距离，并以它的千万分之一( (相当于地球子午线的四相当于地球子午线的四千万分之一千万分之一) )作为一米的长度，于作为一米的长度，于17991799年用铂金年用铂金制成制成横截面积横截面积为为25.34.0525.34.05毫米的矩形毫米的矩形端面基准端面基准米尺，米尺两端面间的距米尺，米尺两端面间的距离即为一米它保存在法兰西共和国档案局，所以称为离即为一米它保存在法兰西共和国档案局，所以称为“档档案米尺案米尺”，又称，又称，“阿希夫米尺阿希夫米尺”。

复现误差复现误差0.20.23页，共16页，星期二第一次国际米定义第一次国际米定义】 实物（实物（线纹线纹）基准，不确定度）基准，不确定度1.110-71.110-7国际基准米尺（米原器）国际基准米尺（米原器）： 18881888年，国际计量局从年，国际计量局从3131根用铂铱合金制成的尺子中根用铂铱合金制成的尺子中选出与阿希夫米尺长度最接近的第选出与阿希夫米尺长度最接近的第号米尺作为国际基号米尺作为国际基准，此即准，此即“国际基准米尺国际基准米尺”其复现精确度可以达到千万其复现精确度可以达到千万分之一定义：定义：18891889年，第一届国际计量大会正式承认并重新把年，第一届国际计量大会正式承认并重新把“米米”定义为：定义为：“在在00时，尺的中性面上两条刻线沿尺时，尺的中性面上两条刻线沿尺轴方向的长度为一米轴方向的长度为一米” 从此，从此，“米米”的定义由端面距的定义由端面距离转为刻线间距离离转为刻线间距离4页，共16页，星期二1889：表示国际米原器的截面：表示国际米原器的截面 5页，共16页，星期二第二次国际米定义第二次国际米定义】 自然基准自然基准，不确定度，不确定度2.510-82.510-8 19601960年的第十一届国际计量大会通过以年的第十一届国际计量大会通过以“氪氪-86-86的的辐射光波长定义辐射光波长定义“米米”的决定。

这个的决定这个“米米”的定义是：的定义是： “1 1米等于氪米等于氪-86-86原子在原子在2P102P10和和5D55D5能级之间跃迁时，其辐射能级之间跃迁时，其辐射光在真空中的波长的光在真空中的波长的1650763.731650763.73倍同时宣布废除同时宣布废除18891889年确定的米定义和国际基准米尺这样年确定的米定义和国际基准米尺这样“米米”在规定在规定的物理条件下在任何地点都可以复现，所以也有称之为自然的物理条件下在任何地点都可以复现，所以也有称之为自然基准的第三次国际米定义第三次国际米定义】 最新米定义，基准为最新米定义，基准为基本物理常数基本物理常数 6页，共16页，星期二最新米定义及其复现、最新米定义及其复现（1 1）定义：）定义： 19831983年年1010月召开的第月召开的第1717届国际计量大会届国际计量大会, ,通过了现行通过了现行的最新米定义是：的最新米定义是：“1m1m是光在真空中于（是光在真空中于（1/2997924581/299792458）s s的时间间隔内所行进的路程长度的时间间隔内所行进的路程长度” 7页，共16页，星期二2 2）复现：定义的实现（实物化）复现：定义的实现（实物化）, ,有三种复现方法。

有三种复现方法飞行时间法飞行时间法】 根据式根据式=C =C t t，精确测出平面电磁波通过路程，精确测出平面电磁波通过路程的时间间的时间间隔隔t t、光速值、光速值C C给定，从而求得长度值给定，从而求得长度值 用于天文、大地等测量工作的复现方法用于天文、大地等测量工作的复现方法. .【真空波长法真空波长法】 用频率为用频率为 f f 的平面电磁波的真空波长来复现米这个波长的平面电磁波的真空波长来复现米这个波长是通过测量平面电磁波的频率是通过测量平面电磁波的频率f f，然后应用关系式，然后应用关系式 c/fc/f得到得到的用真空波长法复现米，在实际使用中仍可应用传统的光的用真空波长法复现米，在实际使用中仍可应用传统的光波干涉法波干涉法 用于实验室计量测试工作的复现方法用于实验室计量测试工作的复现方法. .【用于一般测量工作的复现方法用于一般测量工作的复现方法】直接应用国际米定义咨询委会（直接应用国际米定义咨询委会（CCDMCCDM）推荐的几种稳频激光）推荐的几种稳频激光器的频率值与波长值要求：按推荐的波长值、使用条件、不确器的频率值与波长值要求：按推荐的波长值、使用条件、不确定度使用。

定度使用 8页，共16页，星期二 19921992年年第第8 8届届CCDMCCDM总结了稳频激光技术的进步，改善总结了稳频激光技术的进步，改善了了5 5种种（19821982年第年第7 7届届CCDMCCDM推荐推荐的）的）稳频激光辐射标准谱稳频激光辐射标准谱线的标准不确定度，并根据发展需要又增加了线的标准不确定度，并根据发展需要又增加了3 3种新型稳种新型稳频激光辐射谱线作为复现米定义的标准辐射谱线这频激光辐射谱线作为复现米定义的标准辐射谱线这8 8种种稳频激光器是：稳频激光器是： 甲烷稳频甲烷稳频3.39m3.39m氦氖激光器氦氖激光器 碘稳频碘稳频576nm576nm染料激光器染料激光器 碘稳频碘稳频633nm633nm氦氖激光器氦氖激光器 碘稳频碘稳频612nm612nm氦氖激光器氦氖激光器 碘稳频碘稳频515nm515nm氩离子激光器氩离子激光器 碘稳频碘稳频543nm543nm氦氖激光器氦氖激光器 碘稳频碘稳频640nm640nm氦氖激光器氦氖激光器 钙束稳频钙束稳频657nm657nm染料激光器染料激光器 1997年，12种2001年，13种9页，共16页，星期二中国计量科学研究院研制的波长标准中国计量科学研究院研制的波长标准19831983年，年，127127I I2 2饱和吸收稳频的饱和吸收稳频的633nm633nm一种一种19861986年，年，CHCH4 4饱和吸收稳频的饱和吸收稳频的3.393.39 m m 、127127I I2 2饱和吸收饱和吸收稳频的稳频的612nm612nm、640nm640nm共三种共三种19921992年，年，127127I I2 2饱和吸收稳频的饱和吸收稳频的576nm576nm一种一种19991999年，年，127127I I2 2饱和吸收稳频的饱和吸收稳频的543nm543nm一种一种20042004年，年，1313C C2 2H H2 2吸收稳频的吸收稳频的1542nm1542nm一种一种20052005年，年， 127127I I2 2饱和吸收稳频的饱和吸收稳频的532nm532nm一种一种10页，共16页，星期二。

新米定义的特点、新米定义的特点（1 1）将米的定义与单位的复现方法这两者分离将米的定义与单位的复现方法这两者分离2 2）新定义不仅废除了长度计量的实物基准，而且还废除了单）新定义不仅废除了长度计量的实物基准，而且还废除了单一的长度计量基准一的长度计量基准3 3）新的米定义把真空中光速值）新的米定义把真空中光速值C C=299792458m/s=299792458m/s作为一个固作为一个固定不变的物理常数确定下来光速值从此不再是一个物理学定不变的物理常数确定下来光速值从此不再是一个物理学中可测量的量，而作为一个换算常数中可测量的量，而作为一个换算常数4 4）在目前条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的）在目前条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位这一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改地位这一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变变 ” 开放性：与复现无关开放性：与复现无关广泛性：各基准共存广泛性：各基准共存统一性：与时间单位统一性：与时间单位11页，共16页，星期二二、长度基准二、长度基准【计量基准计量基准】有时亦称最高标准，是在特定领域内具有当有时亦称最高标准，是在特定领域内具有当代最高计量特性的标准，用以定义、实现、保持代最高计量特性的标准，用以定义、实现、保持或复现量的计量单位，它是计量的最高依据。

或复现量的计量单位，它是计量的最高依据长度基准长度基准】在长度计量领域具有当代最高计量特性在长度计量领域具有当代最高计量特性的标准，用以定义、实现、保持或复现长度基本的标准，用以定义、实现、保持或复现长度基本单位米的标准单位米的标准12页，共16页，星期二长度基准的分类长度基准的分类】依基准实体分：端面基准和线纹基准（装置的构成）依基准实体分：端面基准和线纹基准（装置的构成）依精度等级分：国家基准、国家副基准、工作基准依精度等级分：国家基准、国家副基准、工作基准国家基准：国家基准：根据物理量基本单位的定义复现并保存单位量的根据物理量基本单位的定义复现并保存单位量的基准器具基准器具职能：用于统一全国长度单位量值职能：用于统一全国长度单位量值特点：具有高稳定性、可复现性和可比较性、法制性及目前特点：具有高稳定性、可复现性和可比较性、法制性及目前技术所能达到的最高准确度技术所能达到的最高准确度国家副基准：国家副基准：是与国家基准器具比对来确定其量值的测量器具是与国家基准器具比对来确定其量值的测量器具 职能：保证国家基准器具不因使用频繁而降低精度职能：保证国家基准器具不因使用频繁而降低精度 工作基准：工作基准：由国家基准或副基准校准或比对用于检定标准的由国家基准或副基准校准或比对用于检定标准的测量器具。

测量器具特点：一般是实物基准，包括线纹和端度（量块）两大类特点：一般是实物基准，包括线纹和端度（量块）两大类 13页，共16页，星期二三、长度标准三、长度标准【长度标准长度标准】是按国家规定的不同准确度等级，作为检定和测是按国家规定的不同准确度等级，作为检定和测 量用的测量器具量用的测量器具基准和标准的区别基准和标准的区别】 准确度和测量中的作用不同，其它方面无本质区别准确度和测量中的作用不同，其它方面无本质区别种类种类】：现有九大类：现有九大类 线纹长度标准（线纹尺）；端面长度标准（量块）；线纹长度标准（线纹尺）；端面长度标准（量块）； 24m24m基线标准；基线标准； 平面角标准；平面角标准； 度盘检定标准；平面度标准（平晶）；度盘检定标准；平面度标准（平晶）； 表面粗糙度标准（单、多刻线样板）；表面粗糙度标准（单、多刻线样板）； 齿轮渐开线标准；齿轮渐开线标准； 螺纹标准，丝杠标准及圆度标准螺纹标准，丝杠标准及圆度标准14页，共16页，星期二四、长度量值传递系统四、长度量值传递系统【概念概念】 将米定义基准器与机械产品零件的尺寸精度联系起来将米定义基准器与机械产品零件的尺寸精度联系起来的法制制度或法制联系渠道称为量值传递系统。

的法制制度或法制联系渠道称为量值传递系统目的目的】保证长度量值的统一和准确保证长度量值的统一和准确我国长度现行的基本量值传递系统我国长度现行的基本量值传递系统】（表表2-12-1） 国家基准复现的国家基准复现的“米米”的准确长度，按照国家规定的检的准确长度，按照国家规定的检定系统通过检定逐级或直接传递给工作中使用的、不同精度等级定系统通过检定逐级或直。