长度测量工具

长度测量工具是指将被测长度与已知长度比较，从而得出测量结果的工具，简称测量工具。长度测量工具包括量规、量具和量仪。习惯上常把不能指示量值的测量工具称为量规；把能指示量值，拿在手中使用的测量工具称为量具；把能指示量值的座式和上置式等测量工具称为量仪。

***早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具，例如角尺、卡钳等；16世纪，在火炮制造中已开始使用光滑量规；1772年和1805年，英国的瓦特和莫兹利等，先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特千分尺和校准用测长机；19世纪中叶以后，又出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具；19世纪末期，出现了成套量块。

继机械测量工具之后出现的是一批光学测量工具。19世纪末，首先出现立式测长仪；20世纪初，出现测长机；到20年代，已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量；1928年出现气动量仪，它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。

电学测量工具是30年代出现的。***初的是利用电感式长度传感器制成的界限量规和轮廓仪；50年代后期，出现了以数字显示测量结果的坐标测量机；60年代中期，在机械制造中已应用带有电子计算机辅助测量的坐标测量机；至70年代初，又出现计算机数字控制的齿轮量仪。至此，测量工具进入应用电子计算机的阶段。

测量工具通常按用途分为通用测量工具、专类测量工具和专用测量工具三类；还可按工作原理分为机械、光学、气动、电动和光电等类型，这种分类方法是由测量工具的发展历史形成的。现代很多测量工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等原理，并与电子计算机技术相结合的测量工具，因此，这种分类方法仅适用于工作原理单一的测量工具。

通用测量工具是指可以测量多种类型工件的长度或角度的测量工具。这类测量工具的品种规格***多，使用也***广泛，有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、卡尺千分尺、百分表、多齿分度台、比较仪、激光干涉仪、工具显微镜、三坐标测量机等。

专类测量工具是指用于测量某种几何参数、形状和位置误差等的测量工具。主要有直线度和平面度测量工具，如直尺、平尺、平晶水平仪、自准直仪等；表面粗糙度测量工具，如表面粗糙度样块、光切显微镜、干涉显微镜和表面粗糙度测量仪等；圆度和圆柱度测量工具，如圆度仪、圆柱度测量仪等；齿轮测量工具，常见的有齿轮综合检查仪、渐开线测量仪、周节测量仪、导程仪等；螺纹测量工具等。

专用测量工具是指仅适用于测量某特定工件的尺寸、表面粗糙度、形状和位置误差等的测量工具。常见的有自动检验机、自动分选机、单尺寸和多尺寸检验装置等。

长度测量工具的组成结构主要有已知长度、***瞄准、放大细分和显示记录等部分。量规基本上只有已知长度部分。在一些量具、量仪中，这几部分也不是截然分开的，有的放大细分和显示实际上是一个部分，例如百分表类测量工具；有的瞄准、放大细分和显示等部分是一个部件，例如读数显微镜等。

***瞄准部分是用于确定被测长度与已知长度的相对位置，使两者能正确地比较，从而得到准确的量值的机构。有接触式和不接触式两种***瞄准方法。

放大细分部分是把已知长度中的***小单位长度放大细分，使之能准确地分辨出已知长度与被测长度的微小差值的机构，主要有机械、光学、气动、电学和光电等类型。

显示记录部分是将测量结果显示、记录出来的机构。常见的显示记录方法有刻度指示、记录显示、数字显示和图象显示等。

设计测量工具，应尽可能遵守阿贝原则。它是德国的阿贝在19世纪60年代提出的。他认为，在长度测量中，被测长度应位于线纹尺刻度中心线的延长线上。按此原则设计的测量工具，由导轨直线度误差引起的测量误差是二阶误差，一般可以忽略不计，这样就可以获得***的测量结果。

在测量工具设计中也可采用爱宾斯坦平行光学系统，来补偿由于导轨误差引起的测量误差，或采用电子计算机自动修正由于导轨误差和被测长度***不正确等引起的测量误差。除了阿贝原则外，设计时应考虑的还有测量链***短原则、基面统一原则等。

测量工具按检定规程检定合格后，方能使用。一般是利用长度标准器检定，例如用量块检定千分尺和卡尺；用标准线纹尺检定比长仪和测长机等。

利用两台以上相同精度等级的测量工具相互对比，以确定其***度。这种方法适用于评定一些精度等级很高的测量工具，例如激光干涉仪、激光干涉比长仪等，因为对于这类高精度的测量工具，没有合适精度的长度标准器可供检定之用。