精密测试技术的未来发展方向解析

所谓两个极端就是指相对于现在测量尺寸的大尺寸和小尺寸.通常尺寸的测量已被广为注意,也开发了多种多样的测试方法.近年来,由于国民经济的快速发展和迫切需要,使得很多方面的生产和工程中测试的要求超过了我们所能测试的范围,如飞机外形的测量、大型机械关键部件测量、高层建筑电梯导轨的准直测量、油罐车的现场校准等都要求能进行大尺寸测量；微电子技术、生物技术的快速发展,探索物质微观世界的需求,测量精度的不断提高,又要求进行微米、纳米测试。

(1).大尺寸的测量方法如工程大地测量方法是指将大地测量的某些原理和方法移植和改进到机械工程测量中,产生新的测量方法,还有其它一些测量大尺寸的方法,如激光跟踪干涉三维尺寸测量系统。

(2).纳米测试技术从生产制造的趋势看,每十年要求容许误差降低1／3,因此要求测量具有越来越高的精度,并可溯源到国际标准(iso).当然,纳米测量也多种多样,有光干涉测量仪、量子干涉仪、电容测微仪、x射线干涉仪、频率跟踪式法珀标准量具、扫描电子显微镜(sem)、扫描隧道显微镜(stm)、原子力显微镜(afm)、分子测量机m3(molecularmeasuringmachine)等。

4.测量方式向多样化发展

(1).多传感器融合技术在制造现场中的应用多传感器融合是解决测量过程中测量信息获取的方法,它可以提高测量信息的准确性。

由于多传感器是以不同的方法或从不同的角度获取信息的,因此可以通过它们之间的信息融合去伪存真,提高测量精度。

(2).积木式、组合式测量方法白车身三维尺寸测量系统就属于这类方法,也可以说它是柔性很好的专用坐标测量机,关键在于系统的建立。

(3).便携式测量仪器如便携式光纤干涉测量仪、便携式大量程三维测量系统等,往往用于解决现场大尺寸的测量问题。

(4).虚拟仪器虚拟仪器是虚拟现实技术在精密测试领域的应用,国内已有深入的研究.一种是将多种数字化的测试仪器虚拟成一台以计算机为硬件支撑的数字式的智能化测试仪器；另一种是研究虚拟制造中的虚拟测量,如虚拟量块、虚拟坐标测量机等。

(5).智能结构它属于结构检测与故障诊断,是融合智能技术、传感技术、信息技术、仿生技术、材料科学等的一门交叉学科,使监测的概念过渡到在线、动态、主动的实时监测与控制。

5.实现各种溯源的要求

(1).自标定、自校准高精度的测量要求高精度的溯源,很多情况下难以找到满足精度要求的仪器,重要的原因是溯源制约着测量精度的发展,在一些情况下则可利用测量仪器的标定和虚拟测量方法,解决溯源问题。

(2).现场直接标定越来越多的测量仪器要求现场直接标定,很多还是三维的空间标定,发展现场标定技术和仪器是完成这些标定的关键。

(3).纳米溯源纳米测试的溯源也是个重要的问题.国外已有美国nist、德国ptb、日本nrim研究硅(220)晶体的晶面间距准确尺寸,元素晶格尺寸在恒温下具有很好的稳定性,可以用来建立纳米溯源基准。