第一節(jié)長(zhǎng)度的基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)第1頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、長(zhǎng)度的基本單位“米”的定義及其復(fù)現(xiàn)１、米定義的歷史演變

長(zhǎng)度基本單位米定義的建立，經(jīng)歷了一個(gè)從自然基準(zhǔn)到實(shí)物基準(zhǔn)，又從實(shí)物基準(zhǔn)到自然基準(zhǔn)，最后發(fā)展為用物理常數(shù)來(lái)定義的演變過(guò)程。第2頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【米制的提出與復(fù)現(xiàn)】

1790年，法國(guó)科學(xué)院受法國(guó)國(guó)民議會(huì)委托，首次提出“米制”概念。它將通過(guò)巴黎天文臺(tái)的地球子午線長(zhǎng)度的四千萬(wàn)分之一定義為“米”。

1792～1798年，在西班牙的巴塞羅那和法國(guó)的敦刻爾克間進(jìn)行三角測(cè)量，得出通過(guò)巴黎天文臺(tái)的地球子午線從赤道到地極點(diǎn)的距離，并以它的千萬(wàn)分之一(相當(dāng)于地球子午線的四千萬(wàn)分之一)作為一米的長(zhǎng)度，于1799年用鉑金制成橫截面積為25.3×4.05毫米的矩形端面基準(zhǔn)米尺，米尺兩端面間的距離即為一米。它保存在法蘭西共和國(guó)檔案局，所以稱為“檔案米尺”，又稱，“阿希夫米尺”。復(fù)現(xiàn)誤差0.2㎜第3頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【第一次國(guó)際米定義】

實(shí)物（線紋）基準(zhǔn)，不確定度1.1×10-7國(guó)際基準(zhǔn)米尺（米原器）：

1888年，國(guó)際計(jì)量局從31根用鉑銥合金制成的尺子中選出與阿希夫米尺長(zhǎng)度最接近的第Ⅳ號(hào)米尺作為國(guó)際基準(zhǔn)，此即“國(guó)際基準(zhǔn)米尺”。其復(fù)現(xiàn)精確度可以達(dá)到千萬(wàn)分之一。定義：

1889年，第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式承認(rèn)并重新把“米”定義為：“在0℃時(shí)，尺的中性面上兩條刻線沿尺軸方向的長(zhǎng)度為一米”。從此，“米”的定義由端面距離轉(zhuǎn)為刻線間距離。第4頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1889：表示國(guó)際米原器的截面第5頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【第二次國(guó)際米定義】

自然基準(zhǔn)，不確定度2.5×10-8

1960年的第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)以“氪-86的輻射光波長(zhǎng)定義“米”的決定。這個(gè)“米”的定義是：“1米等于氪-86原子在2P10和5D5能級(jí)之間躍遷時(shí)，其輻射光在真空中的波長(zhǎng)的1650763.73倍?！蓖瑫r(shí)宣布廢除1889年確定的米定義和國(guó)際基準(zhǔn)米尺。這樣“米”在規(guī)定的物理?xiàng)l件下在任何地點(diǎn)都可以復(fù)現(xiàn)，所以也有稱之為自然基準(zhǔn)的?！镜谌螄?guó)際米定義】

最新米定義，基準(zhǔn)為基本物理常數(shù)。

第6頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月２、最新米定義及其復(fù)現(xiàn)（1）定義：

1983年10月召開的第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì),通過(guò)了現(xiàn)行的最新米定義是：“1m是光在真空中于（1/299792458）s的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程長(zhǎng)度”。第7頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）復(fù)現(xiàn)：定義的實(shí)現(xiàn)（實(shí)物化）,有三種復(fù)現(xiàn)方法。【飛行時(shí)間法】

根據(jù)式Ｌ=Ct，精確測(cè)出平面電磁波通過(guò)路程Ｌ的時(shí)間間隔t、光速值C給定，從而求得長(zhǎng)度值Ｌ。用于天文、大地等測(cè)量工作的復(fù)現(xiàn)方法.【真空波長(zhǎng)法】

用頻率為f的平面電磁波的真空波長(zhǎng)來(lái)復(fù)現(xiàn)米。這個(gè)波長(zhǎng)是通過(guò)測(cè)量平面電磁波的頻率f，然后應(yīng)用關(guān)系式λ＝c/f得到的。用真空波長(zhǎng)法復(fù)現(xiàn)米，在實(shí)際使用中仍可應(yīng)用傳統(tǒng)的光波干涉法。用于實(shí)驗(yàn)室計(jì)量測(cè)試工作的復(fù)現(xiàn)方法.【用于一般測(cè)量工作的復(fù)現(xiàn)方法】

直接應(yīng)用國(guó)際米定義咨詢委會(huì)（CCDM）推薦的幾種穩(wěn)頻激光器的頻率值與波長(zhǎng)值。要求：按推薦的波長(zhǎng)值、使用條件、不確定度使用。

第8頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1992年第8屆CCDM總結(jié)了穩(wěn)頻激光技術(shù)的進(jìn)步，改善了5種（1982年第7屆CCDM推薦的）穩(wěn)頻激光輻射標(biāo)準(zhǔn)譜線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，并根據(jù)發(fā)展需要又增加了3種新型穩(wěn)頻激光輻射譜線作為復(fù)現(xiàn)米定義的標(biāo)準(zhǔn)輻射譜線。這8種穩(wěn)頻激光器是：①甲烷穩(wěn)頻3.39μm氦氖激光器②碘穩(wěn)頻576nm染料激光器③碘穩(wěn)頻633nm氦氖激光器④碘穩(wěn)頻612nm氦氖激光器⑤碘穩(wěn)頻515nm氬離子激光器⑥碘穩(wěn)頻543nm氦氖激光器⑦碘穩(wěn)頻640nm氦氖激光器⑧鈣束穩(wěn)頻657nm染料激光器1997年，12種2001年，13種第9頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)~1983年，127I2飽和吸收穩(wěn)頻的633nm一種~1986年，CH4飽和吸收穩(wěn)頻的3.39m、127I2飽和吸收穩(wěn)頻的612nm、640nm共三種~1992年，127I2飽和吸收穩(wěn)頻的576nm一種~1999年，127I2飽和吸收穩(wěn)頻的543nm一種~2004年，13C2H2吸收穩(wěn)頻的1542nm一種~2005年，127I2飽和吸收穩(wěn)頻的532nm一種第10頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月３、新米定義的特點(diǎn)（1）將米的定義與單位的復(fù)現(xiàn)方法這兩者分離。（2）新定義不僅廢除了長(zhǎng)度計(jì)量的實(shí)物基準(zhǔn)，而且還廢除了單一的長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn)。（3）新的米定義把真空中光速值C=299792458m/s作為一個(gè)固定不變的物理常數(shù)確定下來(lái)。光速值從此不再是一個(gè)物理學(xué)中可測(cè)量的量，而作為一個(gè)換算常數(shù)。（4）在目前條件下，米定義的改變不影響米作為基本單位的地位。這一特點(diǎn)使得目前通用的國(guó)際單位制不必作任何改變”。開放性：與復(fù)現(xiàn)無(wú)關(guān)廣泛性：各基準(zhǔn)共存統(tǒng)一性：與時(shí)間單位第11頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、長(zhǎng)度基準(zhǔn)【計(jì)量基準(zhǔn)】有時(shí)亦稱最高標(biāo)準(zhǔn)，是在特定領(lǐng)域內(nèi)具有當(dāng)代最高計(jì)量特性的標(biāo)準(zhǔn)，用以定義、實(shí)現(xiàn)、保持或復(fù)現(xiàn)量的計(jì)量單位，它是計(jì)量的最高依據(jù)?！鹃L(zhǎng)度基準(zhǔn)】在長(zhǎng)度計(jì)量領(lǐng)域具有當(dāng)代最高計(jì)量特性的標(biāo)準(zhǔn)，用以定義、實(shí)現(xiàn)、保持或復(fù)現(xiàn)長(zhǎng)度基本單位米的標(biāo)準(zhǔn)。第12頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【長(zhǎng)度基準(zhǔn)的分類】依基準(zhǔn)實(shí)體分：端面基準(zhǔn)和線紋基準(zhǔn)（裝置的構(gòu)成）依精度等級(jí)分：國(guó)家基準(zhǔn)、國(guó)家副基準(zhǔn)、工作基準(zhǔn)國(guó)家基準(zhǔn)：根據(jù)物理量基本單位的定義復(fù)現(xiàn)并保存單位量的基準(zhǔn)器具。職能：用于統(tǒng)一全國(guó)長(zhǎng)度單位量值。特點(diǎn)：具有高穩(wěn)定性、可復(fù)現(xiàn)性和可比較性、法制性及目前技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度。國(guó)家副基準(zhǔn)：是與國(guó)家基準(zhǔn)器具比對(duì)來(lái)確定其量值的測(cè)量器具。職能：保證國(guó)家基準(zhǔn)器具不因使用頻繁而降低精度。

工作基準(zhǔn)：由國(guó)家基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對(duì)用于檢定標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量器具。

特點(diǎn)：一般是實(shí)物基準(zhǔn)，包括線紋和端度（量塊）兩大類。第13頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)【長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)】是按國(guó)家規(guī)定的不同準(zhǔn)確度等級(jí)，作為檢定和測(cè)量用的測(cè)量器具?！净鶞?zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別】準(zhǔn)確度和測(cè)量中的作用不同，其它方面無(wú)本質(zhì)區(qū)別?！痉N類】：現(xiàn)有九大類線紋長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)（線紋尺）；端面長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)（量塊）；

24m基線標(biāo)準(zhǔn)；平面角標(biāo)準(zhǔn)；度盤檢定標(biāo)準(zhǔn)；平面度標(biāo)準(zhǔn)（平晶）；表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)（單、多刻線樣板）；齒輪漸開線標(biāo)準(zhǔn)；螺紋標(biāo)準(zhǔn)，絲杠標(biāo)準(zhǔn)及圓度標(biāo)準(zhǔn)。第14頁(yè)，課件共18頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)【概念】

將米定義基準(zhǔn)器與機(jī)械產(chǎn)品零件的尺寸精度聯(lián)系起來(lái)的法制制度或法制聯(lián)系渠道稱為量值傳遞系統(tǒng)?！灸康摹勘ＷC長(zhǎng)度量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確?！疚覈?guó)長(zhǎng)度現(xiàn)行的基本量值傳遞系統(tǒng)】（表2-1）。國(guó)家基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的“米”的準(zhǔn)確長(zhǎng)度，按照國(guó)家規(guī)定的檢定系統(tǒng)通