测试技术的社会作用及发展方向
2012-12-26
生产力是社会发展的决定因素，一个国家的国力首先取决于它的生产能力，特别是它的制造能力，而测试技术是决定制造水平的因素之一。
自古至今，衡量生产水平的两大指标一直是质量和效率。测试对于保证质量的重要性是不言而喻的，没有测试就无法评定产品质量的优劣，更无从保证产品的质量。何况现代生产都是通过测试，实现反馈，控制产品的质量。
生产效率同样也离不开测试。一台高速切削机床必须要有良好的轴系，包括回转精度、动平衡等，而这一切都需要测试。生产效率是以每一个人在单位时间内的产值来衡量的，为了提高生产效率必须实现自动化。制造业的自动化起源于上世纪初，主要是利用凸轮、挡块等在纺织、钟表等大规模生产中实现刚性自动化。科学技术的进步要求产品不断更新、工艺技术不断进步。这种刚性自动化在多数情况下已经成为生产发展的障碍，现代的自动化是柔性自动化，越是柔性的系统越需要测量。没有测量就无法获得反馈信息，正确、准确地控制工艺过程和执行部件的运动。
生产过程包括物质流、能源流与信息流，其中信息流是最活跃的，物质流与能源流在信息流的指挥下运动。信息技术与制造技术的融合是机械制造技术发展的主要方向，这些年制造业的最大进步是实现制造业的信息化，而作为提供源头信息的测试技术在这里起关键作用。越是现代化的企业，测控设备在总投资中的比例越大。例如，宝山钢铁公司建设中仪器仪表测试装备占总投资1/3。仪器仪表、测试装备对整个国民经济的推动作用很大。国家中长期科学技术发展规划指出，仪器仪表是国民经济的倍增器。美国上世纪90年代仪器仪表只占工业总产值4%，但它对国民经济的影响面占66%。
纵观科学发展史和科技发明史，许多重大发现和发明都是从仪器仪表和测试技术的进步开始。从20世纪初到现在，诺贝尔奖颁发给仪器发明、发展与相关的实验项目达27项之多。众所周知，没有哈勃望远镜就难以进行天体科学的研究，天体科学上的许多重大发现都是依靠哈勃望远镜的观测而得到的。扫描隧道显微镜的发明对纳米科技的兴起和发展可以说起到决定性作用。
苹果落在牛顿的脑袋上，启发了牛顿的灵感。但真正导致万有引力的发现还是星球的运动。按照牛顿第一定律，在没有外力作用下，月亮应该做等速直线运动，为什么月亮不飞出去，而是绕地球转动？这是困惑牛顿的一个问题。只有在有向心力作用的情况下，月亮才会绕地球转动。苹果落在牛顿的头上，启发牛顿意识到一定是地球对月亮有一个引力。牛顿根据他假设的万有引力公式和向心力的公式进行了计算，由于当时测量技术的限制，牛顿没有获得正确的答案。牛顿是一个科学家，没有得到实践证明的东西，还不是科学，他没有发表。只有在他故去之后，由于测试技术的进步，在测得了地球与月亮的较精确的距离和地球的质量的情况下，万有引力学说才得到了证实，是他的学生发表了牛顿论文，使牛顿万有引力成为科学。测试在将“学说”发展为科学中往往起着关键作用。
智能三坐标测量系统的工作原理是利用中性文件STEP或IGES由工件的CAD文件提取被测工件的几何特征和公差特征，实现信息共享；依靠知识库对工件进行三维重构和建模。进行重构和建模是因为不了解工件的整体尺寸形状，就无法解决防碰撞的问题。另外，对同样一个100mm尺寸，轴间距与工件长度测量方法是完全不同的。工件在测量机上是随意放置的，除了知道工件的尺寸、形状、公差要求外，还必须知道工件的姿态和位置，才能对工件进行测量，这就是自适应问题。为了确定工件的安放位姿，在三坐标测量机上装有一个摄像机。获得工件的实际图像后，将它与由工件CAD模型生成的工件虚拟图像进行比较，以确定工件的安放位姿。由于工件可能利用不同的基准定位放置(例如一个箱体的六个面都可以作为安放基准)，需要生成各种安放情况下的虚拟图像，与实际图像进行匹配，并计算实际图像的重心位置与主轴方向，以确定工件的位置和方向。在此基础上，利用知识库和数据库，选择测头配置，确定测量点，进行路径规划，优化并生成测量程序，从而实现包括编程在内的自动智能测量。
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