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科学探索的“眼睛” 高端制造的“尺子”(开卷(2)

来源:探索科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2022-07-28

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】1.《中国古代计量史》:丘光明著;安徽科学技术出版社出版。 任何一个重要零件的不合格,都会导致超精密光刻机研制失败。以其中一个构件——激光反

1.《中国古代计量史》:丘光明著;安徽科学技术出版社出版。

任何一个重要零件的不合格,都会导致超精密光刻机研制失败。以其中一个构件——激光反射镜的制造精度为例。它由微晶玻璃制成,有108项尺寸公差和62项形状、位置、方向公差,还有内部应力等技术要求。要完成这样一个复杂构件的超精密测量,需要20多种专用超精密测量仪器。而光刻机有7万多个光机零件,其中80%以上的零件属于精密和超精密级,需要700多种专用精密和超精密测量仪器。如果没有成体系的专用超精密测量技术与仪器来管控制造精度,就不可能制造出合格的零件,也就不可能装配调试出合格的部件与分系统,更不可能制造出合格的光刻机整机。

为解决这类问题,国际标准化组织(ISO)和国际计量局(BIPM)制定了一系列标准与规范。依据这些标准与规范,国际计量局将公认的标准量值传递给每一台测量仪器,以保证这个标准量值在全世界范围内一致。之后,生产厂商使用测量仪器,对产品的每一个零件和元器件的所有技术参数进行精密测量。这样才能保证所有的测量仪器都是精确的,测量数据都是精准的,进而成千上万的零件或元器件具有互换性。通俗地说,就是不同厂商的产品都是合格的、好用的。由此而来,精密测量已成为促进科技发展的新兴学科。

精密仪器助力科学新发现

怎样进行精密测量?这就需要实施精密测量的工具——精密仪器。精密仪器包括各类高端测量仪器、分析仪器、成像仪器、诊疗仪器和各类实验仪器等。在帮助工业生产“把关”的同时,精密仪器也是科学研究的有力工具。纵观各国科技发展历史,不难发现,科技强国一定是基础研究强国,基础研究强国一定是测量与仪器强国。大多数现代科学发现和基础研究突破,都是借助先进的精密测量方法和尖端测量仪器实现的。引力波探测就是一个典型例子。

就科学研究而言,这样的探测还远远不够。为测量到低频段引力波,必须将激光干涉测量仪建立在太空环境中。这样,其互为垂直的两路激光测量臂长才能够达到数十万千米到数百万千米,激光干涉测量仪的测量准确度才有望达到1皮米。

对国家而言,精密测量与装备制造业水平紧密相关。装备制造业向中高端跨越的关键是提升制造质量,而提升制造质量的关键则是提高精密测量能力。只有通过精密测量,才能知道产品哪里不合格;只有通过大量精密测量数据的积累,才能找到产品不合格的根源与规律;只有基于精密测量数据建立起成体系的误差补偿模型,才能有效实现制造精度和产品性能的精确调控,产品质量才能在不断的精确调控中逐渐提升。

文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2022/0728/2706.html

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