从“米制”到“米智”推动“米”的智能化与产业的有机融合
“米”是国际单位制中长度的基本单位,它的定义经过了几轮的变迁。从基于地球子午线全长四千万分之一为基础的国际米原器,到氪 86 辐射波长,再到 1983 年将米定义于真空中光速,经历了从实物基准、自然基准再到量子基准的演进。基于真空中光速的米定义,开启了国际单位制基本单位定义于基本物理常数的先河,促使了2019 年国际单位制基于常数的全面重新定义。以“米”为起点,从尺度、维度和复合参量上延展,构建形成了现代几何量计量体系。几何量计量主要研究内容为米相关计量单位的复现,物体尺寸、形状、位置及表面结构的测量方法,测量仪器研制和溯源方法研究。 我国在米定义的复现与重新定义上,做出了重要的贡献,建立了氪 86 同位素光谱灯装置;研制了国际上第一台同时连续辐射六条可见光谱线的氦氖激光器;向国际推荐了两种稳频激光辐射作为复现米定义标准谱线等。以米为起点,从微纳到大长度,我国建立了纳米计量体系和覆盖全国的甚长基线网;从一维到三维,研制了线纹、量块工作基准、激光二坐标标准装置和大尺寸柔性坐标测量系统等;从平面角到姿态角,建立了系列线角度基标准和测量装置:从单一形状到复杂形貌,建立了平面度基准、圆度标准和面形轮廓测量装置等;从单一参量到多参量复合,研制了热膨胀系数、应力应变等计量标准装置。应该说,经过几十年的发展,我国已建立了较为完善的几何量计量体系。
几何量计量为工业、交通、医疗和科研等领域提供了有力支撑,推动了我国相关技术的进步与产业的发展。米定义的演进,推动了激光测长技术的快速发展与应用,几何量计量精度的提升为精密制造加工提供了先决条件,催生了高端制造业。可以说,没有精密测量,就没有高端制造。进入新世纪以后特别是党的十八大以来,我国着力推动工业经济结构调整和产业转型升级,我国正由制造大国向制造强国大步迈进。以“米”为核心的几何量计量迎来了重大的发展机遇,正在从“米制”向“米智”跨越,一方面不断推动米自身的智能化,发展米的“数字化、扁平化和网络化,另一方面将“米”融入高端制造、智能交通、智慧医疗等产业,有力发挥几何量计量科技的引领与支撑作用。恰逢米定义于真空中光速 40 周年,针对米定义和几何量计量的研究成果以及与日俱增的发展需求,《计量科学与技术》联合中国计量科学研究院几何量所特邀请国内相关的计量技术机构、科研院所及高校的技术专家,从激光波长、纳米线宽、端度、大尺寸、角度、面形和坐标等领域出发,结合各自研究方向介绍了几何量计量的研究成果,最终成稿 12 篇。所选稿件内容丰富,较好地涵盖了几何量计量技术各个领域的发展方向,相信对于相关研究人员有一定的参考价值。希望在未来的工作中,能展示本领域更多研究成果以飨读者,我国几何量计量的发展,以更好地满足我国重大领域需要。方向-中国计量科学研究院 |