2.5 激光测量技术和仪器

    随着激光测量技术的发展，纳米分辨率激光干涉测量系统在超精测量和超精加工机床上得到广泛应用。

    (1) 英国Renishaw公司展出的金牌M10激光干涉测量系统，配备了灵敏度和精度更高的温度、气压、湿度传感器和金牌EC10环境补偿装置，提高了测量精度，其稳频精度可达±0.05ppm,线性测量精度±0.7ppm，分辨率可达1纳米，是激光测量技术发展的典型代表。

    (2) 德国SIOS的小型激光干涉仪系列产品，有微型平面干涉仪、激光干涉测头等，可以和用户多种测量系统结合，据称特别适用于完成各种小尺寸范围的纳米测量任务。

SIOS微型激光干涉仪

    (3) 光动（OPTODYNE）公司开发的激光向量测量技术，是一种采用对角线方向测量数控机床空间位置精度的新方法，能提高在机检测数控机床的精度和检测速度。API的六维激光测量系统，一次安装调试后，可同时测量数控机床的6项精度，为生产现场数控机床的检测提供了另一种快速准确的检测与诊断手段。

光动的激光向量测量技术

    2.6 微、纳米级高精度传感器

    传感器向小型化、微、纳米级精度发展，生产现场适应性更强，精度更高。

    (1) 北京标普及HEIDENHAIN的纳米光栅技术和纳米光栅数字式位移传感器系列产品，将光栅传感器的精度和分辨率提高了一个等级。标普的光栅纳米传感技术，解决了纳米光栅的工作原理、纳米光栅的制造技术、纳米光栅信号的读取技术和信号细分技术以及纳米机械的制造等四大难题，取得了自主知识产权，并已经转化为生产力，其测量系统的精度在100毫米上小于±20纳米。产品除在国内市场销售外，还远销国外。北京珍宝智能机器技术公司的智能化电感频变式比较仪的示值变动性不大于0.003微米，示值误差不大于±（0.003+0.005A）微米（式中A为示值），已为国内多家块规制造厂所采用。

北京标普纳米光栅测长仪

    (2) 三坐标机测头向高精度、小型化的发展：RENISHAW的SP80超高精度数字式扫描测头，分辨率为0.02微米；ZEISS的VAST三维6向扫描测头系统，采用平行簧片机构，分辨率为0.05微米，扫描范围达2毫米。Werth的光纤测头，半径仅为12.5微米，号称世界最小，适用于超细、超精密工件的测量。

   
雷尼肖精密数字测头              Werth超细光纤测头

    2.7 测量软件功能的增强和扩展

    (1) 测量软件已从“被动”的测量数据处理和单个产品质量评定，发展为“主动”的生产过程加工质量的监控和故障诊断，SPC得到普遍应用；测量仪器精度补偿软件和加工机床参数反馈调整软件的开发，为实现“零废品”制造提供了技术支撑；

    (2) 相同或不同类型多传感器海量测量数据的集成融合技术，大大提高了反求工程的制造质量并缩短了开发周期：华中科技大学的复杂形状零件的测量、集成建模和面向制造的设计软件的开发成功大大扩展了软件的功能；

    (3) 对虚拟测量技术和虚拟仪器（虚拟量仪）的研究不断深入，NI产品不断更新：如重庆大学开发的傻瓜型虚拟仪器适合中国国情，推出的网络化虚拟仪器前景诱人。

    3、分析与结语

    王大珩院士指出要十分重视仪器仪表行业的发展，这为我国精密量仪制造业的发展指明了方向。分析历届CIMT展会上展出的国内外量具量仪产品与技术，可以看出：尽管我们已经取得了令人鼓舞的成绩，但目前我国在机械量测量技术和仪器方面的自主开发能力还不强，制造技术也相对落后，如不尽快改善，将难以适应加入WTO后所面临的市场竞争。近年来国外著名量仪制造企业纷纷寻求在国内独资办厂，更形成了在国内市场上面对面的国际竞争，低技术含量、低价格微利的产品难以应对市场冲击，国内量具量仪制造企业面临着前所未有的巨大挑战。

    纵观近几届CIMT，国内量具量仪产品与国外的差距主要表现在以下几方面：产品结构老化，品种和规格多年来变化甚少，产品性能及可靠性提高不明显，高新技术及其相应产品开发速度缓慢。尤其突出的是缺乏自主创新的技术和特色产品。由于量仪开发与生产的技术难度大，投资多而见效慢，前几年有的专业量仪生产厂因效益驱动，迫于市场压力被迫转产；近两年，由于我国汽车制造业的快速发展，带动了我国量仪制造业的复苏，市场情况明显好转，一些产品甚至出现了供不应求的局面。在此大好形势下，行业企业纷纷抓紧机遇，生产和技术开发，取得了一些可喜成绩。如哈尔滨量具刃具集团有限责任公司今年成功开发出测量范围达2米的CNC3920大型齿轮测量仪，可以满足我国重型机械、船舶、军工等行业对高精度大型齿轮的测量要求，填补了国内空白。西安爱德华作为我国精密量仪制造行业中快速崛起的新秀，其三坐标测量机系列产品的开发和生产已经在国内市场跃居第二，仅次于B&S前哨。近年该公司还开发了激光干涉测量仪和圆度仪，不断向精密测量仪器的高新领域发展。由于企业本身拥有强大的自主开发能力和自主知识产权，因此具有强劲的生命力和良好的发展空间。

哈量近期开发的2米齿轮测量仪

    但是总体来说，我国精密测量技术和仪器的现状仍然远远不能满足国内机械装备制造业迅速发展的需求，尤其是在先进测量技术和仪器的基础理论研究、共性关键技术的开发方面与国外的差距越来越大。反思起来，过去把机械行业专业研究所一刀切，统统转为企业是否是明智之举？技术开发投入减少、技术骨干人员流失，对精密测量仪器制造业的发展已经造成不良影响。建议国家相关部门应该尽快采取措施，通过政策倾斜，加大对“国家精密工具工程技术开发中心”的投入，有选择性的、适当恢复或组建为数有限的一些非盈利的、国家资助的专业研究所，重点研究有关国民经济、国防军工发展的高新技术，引导和推动行业技术水平的提高。