精密测量的技术数据？
图坐标测量机的组成
1—工作台2—移动桥架3—中央拖板4—Z轴5—探头6—电子系统
现代精密测量技术的现状与发展
现代精密测量技术是一门集光学、电子学、传感器、图像、制造和计算机技术于一体的综合性交叉学科，涉及学科范围广，其发展需要多门相关学科的支撑。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器有精密化、集成化和智能化的发展趋势。坐标测量机就是适应上述发展趋势的典型代表，可以测量生产中几乎所有的三维复杂体。...
现代精密测量技术是一门集光学、电子学、传感器、图像、制造和计算机技术于一体的综合性交叉学科，涉及学科范围广，其发展需要多门相关学科的支撑。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器有精密化、集成化和智能化的发展趋势。坐标测量机就是适应上述发展趋势的典型代表。它可以高精度地测量生产中几乎所有三维复杂零件的尺寸、形状和相互位置。发展高速坐标测量机是现代工业生产的需要。同时，作为下一个世纪的重点发展目标，他们在微/纳米测量技术领域开展了广泛的应用研究。
1坐标测量机的最新发展
三坐标测量机作为一种几何尺寸的数字化测量设备，在机械制造领域得到了广泛的应用，机械制造业的科学研究和技术进步对三坐标测量机提出了更多新的要求。作为三坐标测量机的制造商，需要不断将新技术应用到自己的产品中，以满足生产的实际需要。
1.1误差自补偿技术
德国卡尔·蔡司公司最新研制的数控小型坐标测量机采用热不敏感陶瓷技术，使坐标测量机的测量精度在17.8 ~ 25.6℃范围内不受温度变化的影响。国内自主开发的数控测量机软件系统PMIS包含了系统误差补偿、系统号识别和优化等多项技术。
1.2丰富的软件技术
卡尔·蔡司公司开发的坐标测量机软件STRATA-UX可以直接将CMM中的测量数据传输到随机配备的统计软件中，对测量系统给出的检验数据进行实时分析和管理，并根据要求进行评估。根据这个数据库可以自动生成各种统计报表，包括X-bar &；r和x _ bar &；s图、频率直方图、操作图、目标图等。布朗&；夏普公司的Chameleon CMM测量系统的配套软件可以提供包括齿轮、盘、凸轮、凸轮轴等50多个测量模块。日本三丰公司开发了图形显示和绘图程序，用于辅助操作者将实际值与所需测量值进行比较，并有多种输出方式。
1.3系统集成应用技术
CMM厂商自主开发的不同软件系统往往互不兼容，有些工程软件因为知识产权的原因是封闭的。系统集成技术主要解决不同软件包之间的通信协议和软件翻译接口问题。利用系统集成技术，可以将CAD、CAM和CAT以在线工作方式集成在一起，形成数学物理复制制造系统，大大缩短了模具制造和产品复制的生产周期。
1.4非接触测量
基于三角测量原理的非接触式激光光学测头代替接触式测头应用于三坐标测量机。通过探头的扫描，可以准确获得表面粗糙度信息，进行表面轮廓的三维测量，并用于识别模具特征线。这种方法克服了接触测量的局限性。在1700mm×1200mm×200mm的测量范围内应用激光三角法，测量复杂曲面轮廓的精度可高于1微米..英国IMS公司生产的IMP CMM可配其他厂家提供的接触式或非接触式探头。
2微/纳米精密测量技术
科学技术正在向微观领域发展，从毫米级、微米级发展到纳米级，即微/纳米技术。微/纳米技术研究和探测物质结构的功能尺寸和分辨率达到微米到纳米尺度，使人类在改造自然中深入到原子、分子水平的纳米级。
纳米加工技术可以分为加工精度和加工规模两个方面。加工精度已经从本世纪初的最高精度微米级发展到几个纳米级。金刚石车床加工的超精密衍射光栅的精度已经达到1nm，在实验室可以制作10nm以下的线、柱、槽。
微纳米技术的发展离不开微纳米尺度的测量技术和设备。微米和亚微米测量精度的几何量和表面形貌测量技术已经成熟，如HP5528双频激光干涉测量系统(精度10nm)和精度1nm的光学探针轮廓扫描系统。STM、扫描隧道显微镜(STM)、扫描探针显微镜(SPM)、原子力显微镜(AFM)用于直接观察原子尺度结构的实现，使得原子尺度的操作、组装、修饰等加工成为近年来的前沿技术。
2.1扫描探针显微镜
1981年，美国IBM公司研制成功的扫描隧道显微镜(STM)把人们带到了微观世界。STM具有极高的空间分辨率(平行于表面和垂直于表面的分辨率分别达到0.1nm和0.01nm，即可以分辨单个原子)，广泛应用于表面科学、材料科学和生命科学等研究领域，在一定程度上促进了纳米技术的产生和发展。同时，基于STM相似的原理和结构，产生了一系列扫描探针显微镜(SPM)，利用探针与样品之间的不同相互作用，在纳米尺度上检测表面或界面的性质，用于获得STM无法获得的关于表面结构和性质的各种信息，成为人类认识微观世界的有力工具。以下是几种有代表性的扫描探针显微镜。
(1)原子力显微镜
为了弥补STM仅用于观察导体和半导体表面结构的缺陷，Binnig等人发明了AFM，它利用微探针驱动高灵敏度的微悬臂梁随表面的波动上下移动，通过光学方法或隧道电流检测微悬臂梁的位移，从而检测探针针尖原子与表面原子之间的排斥力，从而获得表面形貌信息。就应用而言，STM主要用于自然科学研究，而相当数量的AFM已经用于工业技术。1988中国科学院化学研究所成功研制出国内第一台原子力显微镜。计量型原子力显微镜，配有微光纤引导的激光干涉三维测量系统，可以进行自校准和绝对测量，可以对当前的纳米测量技术进行量化。利用类似AFM的工作原理，检测被测表面特性对强迫振动力传感器的影响。在探针与表面之间10 ~ 100 nm的距离范围内，可以检测到样品表面的静电力、磁力、范德华力等力，磁力显微镜(MFM)、静电力显微镜(EFM)、静电力显微镜)、摩擦显微镜(LFM)等。，统称为扫描力显微镜(SFM)。
(2)光子扫描隧道显微镜(PSTM)。
PSTM的原理和工作模式类似于STM，利用电子隧穿效应，而前者利用光子隧穿效应探测样品表面附近全内反射激发的倏逝场，其强度是离界面距离的函数，从而获得表面结构信息。
(3)其他显微镜
例如，扫描调谐电位测定法(STP)可用于检测纳米级的电位变化。扫描离子电导显微镜(SICM)适用于生物学和电生理学研究。扫描热显微镜已经获得了红细胞的表面结构。BEEM(Ballistic Electron Emission Microscope)是目前唯一能在纳米尺度上探测表面和界面结构的先进分析仪器，也是我国研制成功的。
用于2.2纳米测量的扫描x射线干涉测量法
基于SPM的观测技术只能给出纳米分辨率，而不能给出表面结构的精确纳米尺寸，因为目前还缺乏一种简单的标定方法来测量纳米精度(0.10 ~ 0.01 nm)。美国NIST和德国PTB测量的硅(220)的晶体间距分别为192015.560±0.012fm和192015.902±0.019fm。日本NRLM恒温测试220晶间距的稳定性，发现18天的变化不超过0.1fm。实验充分表明单晶硅的晶面间距具有良好的稳定性。扫描X射线干涉测量是微纳米测量中的一项新技术。它以单晶硅的晶面间距作为亚纳米精度的基本测量单位，X射线比可见光的波长短两个数量级，因此有可能实现0.01nm的分辨率。与其他方法相比，该方法对环境要求较低，测量稳定性好，结构简单，是一种有潜力的便捷的纳米测量技术。自1983年D.G.Chetwynd将其应用于微位移测量后，英国、日本、意大利等国相继将其应用于纳米位移传感器的标定。1997年5月，中国清华大学测试技术与仪器国家重点实验室利用自行研制的X射线干涉装置，首次清晰地观测到了X射线干涉条纹。
软X射线显微镜、扫描光声显微镜等。用于检测微结构表面形态和内部结构中的微缺陷。迈克尔逊型拍频干涉仪适用于测量超精密加工表面轮廓，如抛光面和磨光面。被测表面轮廓高度的最小变化可达0.5nm，横向(X，Y)测量精度可达0.3～65438±0.0微米..Wollaston拍频双频激光干涉仪在微表面形貌测量中的分辨率可达0.1nm。
2.3光学干涉显微镜测量技术
光学干涉显微镜测量技术，包括外差干涉术、超短波长干涉术和基于F-P(法布里-珀罗)标准的测量技术，随着新技术和新方法的使用，也具有纳米测量精度。
外差干涉测量具有很高的相位分辨率和空间分辨率。例如，光学外差干涉仪轮廓仪的分辨率为0.1纳米。基于频率跟踪的F-P标准具测量技术具有极高的灵敏度和精度，其精度可达0.001nm，但受激光器频率调制范围的限制，其测量范围仅为0.1μm。扫描电子显微镜(SEM)可以成像几十个原子大小的物体。
美国ZYGO公司研制的位移测量干涉仪系统，位移分辨率高于0.6nm，可在1.1m/s的高速下测量，适用于纳米技术在半导体生产、数据存储硬盘、精密机械等方面的应用。
目前，在微/纳米机械中，精密测量技术的一个重要研究对象是微观结构的力学性能和力学性能、共振频率、弹性模量、残余应力和疲劳强度。对于金属聚集、微析出物和微裂纹等微观结构缺陷的研究还不成熟。在该领域，国外主要发展晶体缺陷的激光扫描层析成像技术，研究样品顶部几微米内缺陷的纳米激光雷达技术，探测尺度分辨率为1nm。
3图像识别测量技术
随着现代科学技术的发展，几何尺寸和形状位置的测量已经从简单的一维、二维坐标或形状发展到复杂的三维物体测量，从宏观物体发展到微观领域。被测物体的图像包含了丰富的信息，正确识别和测量图像已经成为测量技术中的一个重要课题。图像识别的测量过程包括:(1)图像信息的获取；(2)图像信息处理和特征提取；(3)判断分类。计算机及相关计算技术完成对信息的处理、判断和分类，涉及各种识别模型和数理统计知识。
图像测量系统一般由以下结构组成，如图1所示。基于机械系统，线阵、面阵电荷耦合器件CCD或全息系统构成摄像系统；信息转换视频处理装置完成从电荷信号到数字信号的转换；计算机和计算技术实现信息处理和显示；反馈系统包括温度误差补偿、相机系统自动对焦等功能；载物台具有三个或三个以上的坐标自由度，可以精确控制微位移。
3.1 CCD传感器技术
在三维轮廓测量方法中，有三坐标法、干涉法、莫尔轮廓法和相位法。非接触式电荷耦合器件(CCD)是近年来发展迅速的一种图像信息传感器。它具有自扫描、光电灵敏度高、几何尺寸精确、敏感单元尺寸小等优点。随着集成度、结构和材料质量的提高，在工业非接触图像识别和测量系统中得到了广泛的应用。测量物体三维轮廓尺寸时，采用软件或硬件方法，如解调、多项式插值函数、概率统计等，测量系统的分辨率可达微米级。也有应用CCD测量半导体材料表面应力的研究。
3.2全息技术
全息测量技术是20世纪60年代发展起来的一种新技术，利用这种技术可以观察到被测物体的空间图像。激光具有优良的空间相干性和时间相干性，光束中的振幅和相位信息通过光波的干涉被物体反射或透射。