精密仪器的发展综述

【摘 要】 本文根据精密仪器各个阶段的特点及应用领域，对国内精密仪器发展的现状进行研究。基于简单的投影仪阶段到高精度二维影像测量仪阶段与高端三坐标测量机阶段，并且使用“CAD/CAM/CAT技术”。使其测量单元微小型化、智能化。

【关键词】 精密仪器;CAD/CAM/CAT技术;精密机械制造

Review of the development of precision instrument

Ling zhenbao Liu shuainan Xu chuanbin Zhang qilin

Abstract： in this paper，according to the characteristics and application fields of each stage of precision instruments， research overall development trend for the development of precision instrument. High precision two-dimensional image measuring instrument and high-end three coordinate measuring machine based on the simple stage projector stage，and the use of "CAD/CAM/CAT" design，The measuring unit miniaturization and intelligent measurement 。

Keywords：precision instrument;CAD/CAM/CAT technology; precision machinery manufacturing

精密仪器主要研究现代精密仪器及智能、微小型机电系统。现代科学仪器及设备是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合，它即是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一。

一、精密仪器的发展过程

精密仪器的发展经历了三个阶段，分别是简单的投影仪阶段，高精度二维影像测量仪阶段与高端三坐标测量机阶段。

简单的投影仪：为了适应市场的发展需求，为现代工业的发展提供检测的依据，20世纪90年代，精密检测仪器正式进入了我们中国的国内市场，成为一个新兴的以检测为主的产业。其主要的性能指标包括光输出、水平扫描频率（行频）、垂直扫描频率（场频）、视频带宽、分辨率、CRT管的聚焦性能、会聚。是一种早期的光学仪器。

高精度二维影像测量仪：随着社会的不断发展，简单的投影仪已经无法满足市场和行业的需求，在这种情况下，二次元影像测量仪就成为了行业发展的必然产品。影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色摄像器、连续变倍物镜、彩色显示器、视频十字线发生器、精密光学尺、多功能数据处理器、2D数据测量软件与高精密工作台结构组成的高精度光学影像测量仪器。采用彩色CCD摄像机;由二坐标工作台、光栅尺与数据箱组成数字测量及数据处理系统;该仪器具有多种数据处理、显示、输入、输出功能;与电脑连接后，采用专门测量软件可对测量图形进行处理。如图为高精度二维影像测量仪机械结构图。

高精度二维影像测量仪机械结构图

高端三坐标测量机：进入21世纪，更多的产品需要提供三维检测，才能更好的为现代社会的发展提供服务，过意国内的精密检测企业就在二次元影像仪的基础上研发生产了三坐标测量机，从而实现更高端的产品的三维检测任务。如下表为高端三坐标测量机测量结果与传统测量技术对比值。

表 三坐标测量机与传统测量技术对比效率

二、精密仪器发展趋势及展望

随着现代制造业的发展，测量仪器技术面临着新的技术要求和发展动向。由传统微米、亚微米精度向着纳米量级精度方向发展;测量方式也由原接触式测量向非接触式测量过渡：此外，信息技术与测量技术的集成，即CAD/CAM/CAT的技术应用也将是未来精密测量技术发展的方向。由此将精密仪器带入另一个发展阶段。

目前，二次元影像仪和三坐标测量机通过软件技术、机器视觉技术以及电子技术的高度融合，形成一整套综合检测设备，已广泛运用于各行业中，它能同时测量多种参数。今后精密仪器的发展，会跟随着现在社会发展需要而不断的发展，并与不断产生的新的信息技术和其它科学技术综合起来的新的精密仪器。

本文针对精密仪器的发展研究，从简单的投影仪到三坐标测量机的发展过程，提出了对位未来精密仪器的发展展望。以计算机为代表的控制系统和测量机测头的发展也是一个重要的发展方向。另外譬如DMIS的软件技术的革新，也是对精密仪器优化的重要步骤。

【参考文献】

[2]隋修武，杜玉红，岳建锋，谢望.提高高等院校实验教学效果的新探索田.中国校外教育，2009，（1）：60.