标准尺

工业测距的尺子

把经过检校的精密水准尺、碳纤维尺、线纹尺（日内瓦尺）乃至带游标的垂直卡尺等统称为标准尺。这些标准尺自身的精度可达±（1~3）μm级别，或达到±（0.02~0.05）mm的级别。

常用标准尺

水准尺

配合水准仪进行水准测量的标尺。一般长为3m，分普通水准尺、精密水准尺两类：

普通水准尺有单面和双面之分，多用优质的木料或金属材料制成。水准尺正面绘有黑白相间的分划，反面绘有红白相间的分划，两面分划零点相差一个常数，用以检核观测时读数有无错误。

单面尺又分直尺、折尺和塔尺（三节套接）。

精密水准尺的木质壳内安装一条因瓦合金带尺，尺上绘有线条式1cm或0.5cm的分划。同一尺上有两排分划，左侧为基本分划，右侧为辅助分划，用作检核读数有无错误。

水准尺的检校包括如下项目：

①水准尺上圆水准器的检校；

②水准尺分划面弯曲差的测定；

③一对标尺的零点不等差及基、辅分划读数差的测定；

④一对标尺名义米长的测定；

⑤水准标尺分米分划误差的测定。

线纹尺

线纹尺是几何量计量的主要的实物标准，线纹尺是多值量具，它以两刻线间的距离来复现长度量值。线纹计量在现代社会中广泛应用，线纹量值是否准确统一对国民经济将产生重大影响。

标准线纹尺的类型

标准线纹尺的类型及其基本特征见表。

标准线纹尺的示值误差

各种标准线纹尺的示值极限误差见下表。

表中L为被测长度，单位为m。

游标卡尺

游标卡尺是一种具有游标刻度的量具，由一根主尺和一根移动的副尺（游标）组成。用来测量零件或工件的内外直径或厚度等，精密度可达0.02毫米。简称卡尺。

主要用途：可测量凹槽的宽度和深度、管的内径和外径以及零件的厚度（一般测量精度为0.1mm）。

结构特点：主要由主尺、游标尺、内测脚、外测脚和测深窄片组成。

操作要点：　

（1）测物体内外径或长度时，先把被测物体放在刀口处夹紧；

（2）再拧动游标尺上端的紧固螺母将游标尺固定；

（3）读数时，先看清主尺上的数值，再读出游标尺上的数值。

实际应用：

（1）测量铝板、玻璃的厚度和较细金属丝的直径；

（2）测量管壁的厚度和容器的深度等。

检定方法

标准尺的检定采用直接检定法。

将工作标准尺直接放在水准尺上进行检定的方法称为直接检定法。

这种方法误差多来源于除读数误差，标准尺的检定误差外，还有工作标准尺的变形误差，标准尺温度侧定误差的影响等等。

测量原则

在长度测量中，测量过程就是将被测工件的尺寸与作为标准的纹线尺或量块等尺寸进行比较的过程。测量装置需要移动，由于测量装置的导轨有制造和安装误差，因此测量装置在移动过程中会产生方向偏差。

为了尽量减小这个偏差对测量结果的影响，1890年德国人阿贝提出了一个指导性的原则：“将被测物与标准尺沿测量轴线成直线排列。”

这就是阿贝原则（又称阿贝比长原则或阿贝测长原则）。意为被测尺寸与作为标准的尺寸应在同一条直线上，也就是说量具或仪器的标准量系统与被测尺寸应按串联的形式排列。

阿贝原理的意义和应用可以通过标准尺与被测尺寸的两种不同布置方案来说明。

应用

（1）标准尺可用于工业测量实验室或近景摄影测量实验室两测墩间基线长度以及高差的精密测定，依所用测角仪器，精度可达（0.02~0.01）mm；

（2）标准尺可用于车间内联机3维工业测量控制网的建立，以用于批量大型工业部件孔群放样等目的，控制网的形状依需要设计，控制面积可达数百平方米；

（3）标准尺可应用检定低级别标准尺（如低级水准尺和各类标尺），使用0.5''级仪器，检定精度可控制在 0.1 mm以内；

（4）标准尺可应用于精密检测地面上一组GPS接收机间的位置，可应用于多传感器集成系统各传感器间位置的检测与放样；

（5）标准尺还可用于竖直基线的精密测定；

（6）原则上，标准尺就是物方空间一种任意方位的已知长度（刻划），交会条件许可时可应用于各类工程或工业测量。

应用意义

工业目标的测量精度要求常在亚mm级以至更高级别。西方国家近年推出的一系列工业测量仪器，如瑞士徕卡公司的5100A型3维工业测量系统和SMART 310型激光跟踪系统、美国API公司的Tracker Ⅱ型激光跟踪仪以及日本Keyence公司的LC系统和LK系统的激光位移传感器等等，就是应对高精度、高速度的工业目标的检测与放样的需要而问世的。

这类新仪器设备或者能满足大型工业目标的亚mm级精度要求，或者能满足生产流水线上小型工业目标快速（如每秒1 000次的测量频率）和高精度（如 5 m）的检测要求。

对大型工业目标（如大型军用天线、舰船螺旋桨、桥梁部件等），可使用3维工业测量系统以及联机的电子经纬仪测角装置。

这时，其重要的技术环节是综合利用标准尺的优越长度精度和仪器的优越测角精度，以能精密地测定某些边长。值得注意的是：在短距离的工业测量中，现有的常规测量仪器，其测距精度并不与测角精度相匹配，前者远低于后者。现有的常规测距装置的“随机加常数”达到 3 mm， 2 mm， 1 mm，ME5000型测距仪也有 0.20 mm。此等误差在工业测量中常常是不可容忍的。以10 m的作业距离为例，对 0.5 mm的随机加常数，其相对精度为1/20 000；对 1‘’的测角性能，其“相对精度”则可达1/20 000，两者相差10倍。

相应地，综合使用标准尺和精确的测角性能，则可使测边精度达到很高的级别，并满足工业测量的要求。

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