測量方法

測量方法是指測量時所採用的測量原理、計量器具和測量條件的綜合，亦即獲得測量結果的方式。例如，用千分尺測量軸徑是直接測量法，用正弦尺測量圓錐體的圓錐角是間接測量法。

基本介紹

• 中文名：測量方法
• 外文名：measuring method

定義

基本假設

從這個定義，我們就可以看出經典物理的基本假設：

1．時間是絕對的，其含義是時間流逝的速率與空間位置和物體的速率無關；

2．空間是歐幾里德的，也就是說歐幾里德幾何的假設和定律對空間是成立的；

3．經典物理的第三個假設，就是質點的運動可以用位置作為時間的函式來描述。

假設相關解釋

值得一提的是，時間的絕對性和空間的歐幾里德性完全是經驗定律，也就是說只能從日常的觀察和試驗來驗證，而不能從更基本的定律來證明。另外對於空間來說，比歐幾里德性更基本也更重要的性質是空間是三維的，這一點與我們描述空間的位置需要也只需要三個坐標（不論採用什麼坐標系）有內在的密切的關係。

根據愛因斯坦的相對論，時間是相對的，空間也不是歐幾里德的，但是絕對時間和歐幾里德空間對低速運動（相對於光速）和巨觀世界是一個很好的近似，在相當高的精度上是正確的。因此在經典物理中使用這樣的假設是合理的。

根據第三個假設，如果我們知道質點的位置作為時間的函式，而且我們知道了質點的質量，那么我們就知道了所能知道的關於這個質點的一切知識，由此可見，經典物理的任務就是找出質點的位置隨時間變化的函式。

水準測量原理

從驗潮站的高程零點，用水準測量的方法測定設立於驗潮站附近由國家設計里的水準原點的高程，作為全國高程控制網的起點。我國水準原點設立在山東青島市。從國家水準原點出發，用一、二、三、四等水準測量測定布設在全國範圍內的各等水準點。一、二等水準測量稱為精密水準測量，為全國高程控制網的骨幹，三、四等水準網遍布全國各地，以上總稱為國家水準點。在國家水準點的基礎的上，為每項工程建設而進行工程水準測量或為地形圖測繪而進行圖根水準測量，同城為普通水準測量。

水準測量的原理是利用水準儀提供的水平視線，在豎立在欲測定高差的兩點上的水準尺上讀數，根據讀數計算高差。

物理學中相關定義

在國際單位制中，物理學中有三個基本單位，就是長度米（L），時間秒（S）和質量千克（Kg）。所有其他物理學中的單位都可以用這三個基本單位來表示或導出。

米的定義（1983）

The meter is the length of path traveled by a light wave in vacuum in a time interval of 1/299,792,456 second. 米的標準其實也經過了一系列的沿革，最初是定義地球的經過兩極的周長是4E7米；然後為了精確和方便，用一條鉑銥合金棒上兩個刻線之間的長度；為了更精確，使用氪原子發出的黃光的波長作為長度的標準；最後用光速為標準，和相對論保持一致，因為在相對論中光速是不變的。

秒的定義

The second is defined as the time needed for 9,192,631,770 vibrations of cesium atoms. 秒的定義來源於人們對兩個太陽日之間時間的計時，最後採用了原子鐘的單位，達到了足夠的精確度。

在現行國際單位制下，在1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是：銫133原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的，而且在地面上的環境是零磁場。在這樣的情況下被定義的秒，與天文學上的曆書時所定義的秒是等效的。

千克的定義

目前還沒有原子標準，只有一個標準質量（cylinder of platinum-iridium）保存在Bureau Internatinal des Poides et Musures.

本質上，三個基本單位總是足夠的，因為在物理上總是將世界的所有複雜的性質簡化為質點的性質。當面對複雜的物理量的時候，例如電荷，物理學家總是會問這個量會如果影響質點。而質點可以用位置作為時間的函式加上質量完全地描述，需要三個也只需要三個單位。

物理量綱

質量、長度和時間的量綱可以分別表示為[Kg]，[L]，和[S]。所有的導出單位的量綱都可以用這三個基本單位的量綱的組合來表示，比如密度的單位用基本單位便是是Kg/L3，則其量綱為[Kg]/[L]3。量綱和量綱分析在物理公式的推導中非常重要。如果公式兩邊的量綱不一樣，則這個公式一定有錯誤；但是如果公式兩邊的量綱一樣，並不一定說這個公式就是正確的。

測量和有效數字

實驗物理中至關重要的一點是：任何測量，如果沒有誤差的任何知識，則這個測量是毫無意義的。Any measurement is meaningless without any knowledge of its uncertainty. 測量的結果要表示成x±y的形式，其中y就是誤差。在計算中，結果的有效數字不能多於參加計算的有效數字，否則多出來的數字是沒有任何意義的。對於近似，通常採用向上近似法，比如1.35要近似為1.4，這樣可以減少誤差。

關於宇宙中物體的尺寸

在考察宇宙中存在的時間、空間、和質量的時候，會發現其中存在著一些重要的巧合。宇宙中最長的對象的長度和最短的對象的長度之比是1040，而宇宙中最長的時間和最短的時間之比是1040，但是宇宙中最大的質量和最小的質量之比是（1040）2。目前還不知道這些數據是否暗示了宇宙物理與基本粒子物理之間存在著某種聯繫。

很討厭這樣的假設，無法從最基本的原理推導出來，但是卻是整個經典物理的基礎，好在也不難記，靠每個人的日常經驗就可以了

測量方法的分類

1）按是否直接測量被測參數，可分為直接測量和間接測量。

直接測量：直接測量被測參數來獲得被測尺寸。例如用卡尺、比較儀測量。間接測量：測量與被測尺寸有關的幾何參數，經過計算獲得被測尺寸。

顯然，直接測量比較直觀，間接測量比較繁瑣。一般當被測尺寸或用直接測量達不到精度要求時，就不得不採用間接測量。

2）按量具量儀的讀數值是否直接表示被測尺寸的數值，可分為絕對測量和相對測量。

絕對測量：讀數值直接表示被測尺寸的大小、如用遊標卡尺測量。

相對測量：讀數值只表示被測尺寸相對於標準量的偏差。如用比較儀測量軸的直徑，需先用量塊調整好儀器的零位，然後進行測量，測得值是被側軸的直徑相對於量塊尺寸的差值，這就是相對測量。一般說來相對測量的精度比較高些，但測量比較麻煩。

3）按被測表面與量具量儀的測量頭是否接觸，分為接觸測量和非接觸測量。

接觸測量：測量頭與被接觸表面接觸，並有機械作用的測量力存在。如用千分尺測量零件。

非接觸測量：測量頭不與被測零件表面相接觸，非接觸測量可避免測量力對測量結果的影響。如利用投影法、光波干涉法測量等。

4）按一次測量參數的多少，分為單項測量和綜合測量。

單項測量；對被測零件的每個參數分別單獨測量。

綜合測量：測量反映零件有關參數的綜合指標。如用工具顯微鏡測量螺紋時，可分別測量出螺紋實際中徑、牙型半角誤差和螺距累積誤差等。

綜合測量一般效率比較高，對保證零件的互換性更為可靠，常用於完工零件的檢驗。單項測量能分別確定每一參數的誤差，一般用於工藝分析、工序檢驗及被指定參數的測量。

5）按測量在加工過程中所起的作用，分為主動測量和被動測量。

主動測量：工件在加工過程中進行測量，其結果直接用來控制零件的加工過程，從而及時防治廢品的產生。

被動測量：工件加工後進行的測量。此種測量只能判別加工件是否合格，僅限於發現並剔除廢品。

6）按被測零件在測量過程中所處的狀態，分為靜態測量和動態測量。

靜態測量；測量相對靜止。如千分尺測量直徑。

動態測量；測量時被測表面與測量頭模擬工作狀態中作相對運動。

動態測量方法能反映出零件接近使用狀態下的情況，是測量技術的發展方向。