随着机械加工精度的不断提高，几何量计量仪器也得到了相应发展。从18世纪后期到19世纪中叶，加工精度从1 mm提高到0.1mm，那时的测量间题用钢板尺和游标量具即可解决。

20世纪初，加工精度已提高到0.01 mm，原有的刻线式量具已不能满足要求，主要原因是进一步细分基准量的加工技术和提高分辨能力问题得不到解决。这时，开始有人运用机械放大的办法—把基准量用机械原理放大后再进行细分，设计制造出百分表及千分尺等计量器具。百分表是用齿轮传动对基准量进行放大，千分尺是通过螺旋传动，将直线位移变成圆周角位移进行放大。

从20世纪开始，机械加工技术发展很快，加工精度的提高也很快。20世纪30年代达到0.001 mm; 50年代达到0.0001 mm; 60年代达到0.00001mm，即0.01 um。甚至出现了这种情况，即机械加工很精细，但缺少有效的测量方法和手段，致使产品质量得不到显著提高。因此，对高准确度测量仪器的要求日益迫切，仪器的设计和制造任务日益繁重，计量仪器在技术发展中的重要地位日益突出和被更多的人所理解。由此可见，最初作为科学仪器问世的几何量计量仪器，随着机械制造业的形成和发展，逐渐成为机械制造业中工艺装备的重要组成部分。

为解决高精度零件的测量问题，单靠机械“放大”或“细分”已不能满足要求。主要原因是这种方法对高倍数的放大和细分将使测端造成的接触变形明显增大。拿齿轮传动的百分表来说，其传动系统所做的功是靠测端与工件的接触压力产生的，在测端与指针之间无法找到一个有效的办法输入能量，以减小测端的压力。要提高百分表的放大比(传动比)，要么增加传动链，要么增大结构尺寸，结果都会导致传动能量消耗的增加，测端受到的接触压力就会更大，致使接触变形达到不能允许的程度。同时，百分表的传动误差也将随着传动链的增加而增加。由于上述原因，百分表不能通过提高放大的途径提高测量准确度。所以一般机械式量仪的准确度只能达到0.01mm以内，只有极少数可以达到微米级，如扭簧比较仪、杠杆齿轮测微仪。

光学原理放大基本上克服了机械原理放大的一些缺点。人们利用光线的直线性、无重量、便于放大以及放大过程中不需要输入能量的特点，先后设计制造出光学计、工具显微镜、投影仪等。接着又应用光的干涉原理设计制造出接触式干涉仪和非接触式干涉仪，逐步形成了量仪的一个重要分支—光学量仪。光学量仪在20世纪中期后占领了几何量计量技术的历史舞台。一般光学量仪的准确度可达0.2um，单色光干涉量仪的准确度可达0.01um。

后期无线电技术的发展，给电动量仪的出现和发展奠定了理论和技术基础。在光学量仪之后，各式各样的电子测微仪相继问世，这些仪器充分发挥了电学参数便于传递、运算和转换的优势。确切地说，电动量仪是在20世纪30年代以后发展起来的。在这一时期出现并得到发展的还有气动量仪。

电动量仪和气动量仪的出现，使加工过程中的主要检验和测量自动化成为现实。

不难看出。近代量仪的特点是机、电、光一体化。因为任何计量仪器都离不开精密传动部件、定位部件与支撑部件。光学部件和电子部件多数要依附在机械部件上，以实现定位和调整：光学部件在非接触测量中应用较多，它和光电转换元件相配合，可以使量仪的准确度或分辨能力成倍增长，并且由于电信号便于输入计算机或计算装置，从而大大提高了仪器的效率和功能。

科学技术的发展必然会向几何量计量仪器提出新的更高的要求。特别是近期发展起来的航天技术、微电子技术等领域中的精密加工技术，正在向纳米(nm，即10^-9 m)进军，预计在不久的将来，测量技术肯定会有新的突破。

几何量计量仪器除向高准确度、高分辨率发展以外，同时还力争解决大范围、长距离的精密测量问题。这种大范围的测量装置除光栅外，还有感应同步器以及利用激光干涉原理设计制造的仪器。

由于微电子技术的发展，目前许多新型仪器中都配有复杂的计算装置或微处理机。这不仅进一步推动和完善了测量过程的自动化，而且将人们从紧张、重复、大量的计算工作中解放出来，从而使仪器具有人类的某种逻辑思维判断能力，称为仪器的“智能化”。

仪器的“智能化”应该包括以下四方面的能力指标。

①记忆能力。指仪器应具备存储信息的功能，可以代替人的记忆。

②判断能力。根据存储信息，对被测零件合格与否发出信号或进行分组的能力。

③控制能力。在加工过程中实现对被加工零件的监视检查，并将检查结果转换成加工的控制信号，以控制加工过程。从而大大提高生产率，降低成本，缓解工人的劳动紧张情绪和减少操作失误。

④优选能力。除对生产过程进行控制外，还可对测量方法进行优选，多见于由大型计算机控制的连续生产过程。这种情况下的“仪器”和“测量”的原始概念和传统形象已不再保留，实际上已由具体的仪器测量发展为整个加工系统的信息处理和控制。

计量仪器发展的另一个新趋势是将测量结果图像化。

此外，光导纤维及新材料的应用也是值得关注的新动向。

相关链接：计量仪器概述和发展史

文章来源：《计量器使用与维护》

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