在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，現(xiàn)代精密測(cè)量技術(shù)對(duì)一個(gè)國(guó)家的發(fā)展起著十分重要的作用。如果沒(méi)有先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)與測(cè)量手段，就很難設(shè)計(jì)和制造出綜合性能和單相性能均優(yōu)良的產(chǎn)品，更談不發(fā)展現(xiàn)代高新尖端技術(shù)，因此世界各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都很重視和發(fā)展現(xiàn)代精密測(cè)量技術(shù)。
精密坐標(biāo)測(cè)量
現(xiàn)代精密測(cè)量技術(shù)是一門(mén)集光學(xué)、電子、傳感器、圖像、制造及計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合性交叉學(xué)科，涉及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，它的發(fā)展需要眾多相關(guān)學(xué)科的支持。
在現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)和科學(xué)研究中，測(cè)量?jī)x器具有精密化、集成化、智慧化的發(fā)展趨勢(shì)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）是適應(yīng)上述發(fā)展趨勢(shì)的典型代表，它幾乎可以對(duì)生產(chǎn)中的所有三維復(fù)雜零件尺寸、形狀和相互位置進(jìn)行高準(zhǔn)確度測(cè)量。發(fā)展高速坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。同時(shí)，作為下世紀(jì)的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)，各國(guó)在微/納米測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展了廣泛的應(yīng)用研究。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為幾何尺寸數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備在機(jī)械制造領(lǐng)域得到推廣使用。
1、誤差自補(bǔ)償技術(shù)
德國(guó)CarlZeiss公司最近開(kāi)發(fā)的CNC小型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)采用熱不靈敏陶瓷技術(shù)，使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度在17.8～25.6℃范圍不受溫度變化的影響。國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)的數(shù)控測(cè)量機(jī)軟件系統(tǒng)PMIS包括多項(xiàng)系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別和優(yōu)化技。
CNC小型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
2、豐富的軟件技術(shù)
CarlZeiss公司開(kāi)發(fā)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)軟件STRATA-UX，其測(cè)量數(shù)據(jù)可以從CMM直接傳送到隨機(jī)配備的統(tǒng)計(jì)軟件中去，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)給出的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與管理，根據(jù)要求對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。依據(jù)此數(shù)據(jù)庫(kù)，可自動(dòng)生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，包括X-BAR&R及X_BAR&S圖表、頻率直方圖、運(yùn)行圖、目標(biāo)圖等。
美國(guó)公司的Cameleon測(cè)量系統(tǒng)所配支持軟件可提供包括齒輪、板材、凸輪及凸輪軸共計(jì)50多個(gè)測(cè)量模塊。
日本Mistutor公司研制開(kāi)發(fā)了一種圖形顯示及繪圖程序，用于輔助操作者進(jìn)行實(shí)際值與要求測(cè)量值之間的比較，具有多種輸出方式。
STRATA-UX系統(tǒng)處理簡(jiǎn)圖
3、非接觸測(cè)量
基于三角測(cè)量原理的非接觸激光光學(xué)探頭應(yīng)用于CMM上代替接觸式探頭。通過(guò)探頭的掃描可以準(zhǔn)確獲得表面粗糙度信息，進(jìn)行表面輪廓的三維立體測(cè)量及用于模具特征線的識(shí)別。
該方法克服了接觸測(cè)量的局限性。將激光雙三角測(cè)量法應(yīng)用于大范圍內(nèi)測(cè)量，對(duì)復(fù)雜曲面輪廓進(jìn)行測(cè)量，其精度可高于1μm。英國(guó)IMS公司生產(chǎn)的IMP型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以配用其它廠商提供的接觸式或非接觸式探頭。
IMP型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
微/納米級(jí)精密測(cè)量技術(shù)
科學(xué)技術(shù)向微小領(lǐng)域發(fā)展，由毫米級(jí)、微米級(jí)繼而涉足到納米級(jí)，即微/納米技術(shù)。
納米級(jí)加工技術(shù)可分為加工精度和加工尺度兩方面。加工精度由本世紀(jì)初的最高精度微米級(jí)發(fā)展到現(xiàn)有的幾個(gè)納米數(shù)量級(jí)。金剛石車床加工的超精密衍射光柵精度已達(dá)1nm，已經(jīng)可以制作10nm以下的線、柱、槽。
微/納米技術(shù)的發(fā)展，離不開(kāi)微米級(jí)和納米級(jí)的測(cè)量技術(shù)與設(shè)備。具有微米及亞微米測(cè)量精度的幾何量與表面形貌測(cè)量技術(shù)已經(jīng)比較成熟，如HP5528雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)（精度10nm）、具有1nm精度的光學(xué)觸針式輪廓掃描系統(tǒng)等。
因?yàn)閽呙杷淼?a href="http://www.8170pk.com/jishu/search.php?kw=%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C" target="_blank">顯微鏡、掃描探針顯微鏡和原子力顯微鏡用來(lái)直接觀測(cè)原子尺度結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，使得進(jìn)行原子級(jí)的操作、裝配和改形等加工處理成為近幾年來(lái)的前沿技術(shù)。
1、掃描探針顯微鏡
1981年美國(guó)IBM公司研制成功的掃描隧道顯微鏡，把人們帶到了微觀世界。它具有極高的空間分辨率，廣泛應(yīng)用于表面科學(xué)、材料科學(xué)和生命科學(xué)等研究領(lǐng)域，在一定程度上推動(dòng)了納米技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。與此同時(shí)，基于STM相似的原理與結(jié)構(gòu)，相繼產(chǎn)生了一系列利用探針與樣品的不同相互作用來(lái)探測(cè)表面或接口納米尺度上表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)的掃描探針顯微鏡（SPM），用來(lái)獲取通過(guò)STM無(wú)法獲取的有關(guān)表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的各種信息，成為人類認(rèn)識(shí)微觀世界的有力工具。下面為幾種具有代表性的掃描探針顯微鏡。
（1）原子力顯微鏡（AFM）
