端度計(jì)量

張旭東；王方彪；溫梓彤；高宏堂；劉香斌
中國計(jì)量科學(xué)研究院
摘要：端度計(jì)量是幾何量計(jì)量的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，國內(nèi)外對量塊、量塊對和臺(tái)階規(guī)端度標(biāo)準(zhǔn)器的高精度測量技術(shù)開展了大量的研究。量塊的測量方法分為比較法和絕對干涉法。比較法介紹了基于高定位重復(fù)性測頭和干涉比較技術(shù)的高精度量塊比較儀，其測量不確定度0.04μm+0.4×10^-6L。絕對干涉法介紹了量塊絕對干涉測量的測量原理及國內(nèi)干涉測量的發(fā)展歷程。絕對干涉法主要包括單端和雙端量塊干涉測量方法，相應(yīng)地研制了需要研合測量的單端移相量塊干涉儀和無需研合的雙端移相量塊干涉儀，其測量不確定度達(dá)到15 nm+0.15×10^-6L。以移相量塊干涉儀為基礎(chǔ)開展了量塊對和臺(tái)階規(guī)的測量方法研究。為實(shí)現(xiàn)量塊對的高精度測量，通過不確定度分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證獲得并規(guī)定了單端移相量塊干涉儀測量量塊對的限定測量條件。采用移相量塊干涉儀測量量塊對長度差的測量不確定度不超過10 nm。采用單端移相量塊干涉儀可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)階規(guī)的高精度測量，通過對干涉條紋的分析計(jì)算，臺(tái)階中心高度測量不確定度達(dá)到(0.01～0.1)μm。為滿足超高精度的長度測量的需求，研究超高精度干涉測量技術(shù)是端度計(jì)量的發(fā)展趨勢。已有的單端和雙端移相干涉技術(shù)為基于全新設(shè)計(jì)的超高精度干涉儀的研制奠定了基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)納米級(jí)測量不確定度的端度測量。