精密测试的意义与特点

精密测试技术是工业发展和科学研究的基础和先决条件之一，这已被生产发展的历史所确认。从生产发展的历史来看，工业和科学研究水平的提高总是与精密测试技术的发展水平相关的。以精密加工领域为例，由于有了千分尺类量具，使加工精度达到了0.01 mm；有了测微比较仪，使加工精度达到了1 μm 左右；有了电容/电感测微仪等精密测量仪器，使加工精度达到了0.1 μm；有了激光干涉仪，使加工精度达到了0.01 μm。目前国际上机床的加工水平已能稳定地达到1 μm 的精度，正在向着稳定精度为纳米级的加工水平发展，表面粗糙度的测量则向亚纳米级的水平发展，纳米技术正在形成新的技术热点。有人认为，材料、精密加工、精密测量与控制是现代精密工程的三大支柱。同理，对于科学技术来说，测量与控制是使其发展的促进因素，测量的精度和效率在一定程度上决定着科学技术的水平。

目前在基础工业的某些领域，例如研究切削速度与进刀量对加工误差的影响、摩擦磨损等，精密测试已成为不可分割的重要组成部分；在电子工业部门，精密测试技术也被提到从未有过的高度，例如制造超大规模集成电路，目前半导体工艺的典型线宽为14 nm，正向7 nm 过渡，如果定位要求占线宽的1/3，那么就要求2 nm 量级的精度，所以要研究这种集成电路的装备，必须有高精度测量用的稳频激光系统和定位系统；又如在阿伏伽德罗基础常数的测定中，不仅要求X 射线干涉仪的工作台能在10 nm 的分辨率下连续移动，而且在50 mm 的位移行程上的角偏量为千分之几的秒级；此外，在对半导体材料、生物细胞、空气污染微粒、石油纤维、纳米材料等基础研究中，无不需要精密测试技术。

针对上述应用需求，光电测试技术由于具有高精度、非接触、多功能等特点，得到广泛的关注和应用。

利用自然界存在的光线进行计量与测试最早始于天文和地理测量中。望远镜和显微镜的出现，光学与精密机械的结合，使许多传统的光学计量与测试仪器广泛用于各级计量及工业测量部门。激光器的出现和信息光学的形成，特别是激光技术与微电子技术、计算机技术的结合，出现了光机电一体化的光电测试技术。在光机电金字塔中，塔顶是光，光学是这个基本体系中的原理基础，而精密机械、电子技术与计算机技术构成塔底，是光学测量的支撑基础。相比传统的光学测量系统，现代光学测量系统具有以下主要特点：(www.xing528.com)

（1）从主观测量发展成为客观测量，即用光电探测器取代人眼这个主观探测器，提高了测量精度与效率；

（2）用激光光源取代常规光源，获得方向性极好的光束用于各种光学测量上；

（3）从光机结合的模式向光机电一体化的模式转换，实现测量与控制的一体化。