[发明专利]微纳米卡尺

说明书

技术领域

本发明涉及物理测量技术领域，具体涉及一种长度测量的微纳米卡尺。

背景技术

在工农业生产、国防建设以及科研工作中，人们需要对物体进行度量，如机械工业生产中常用的游标卡尺、地理测绘上的红外测距仪等等，但传统的这些长度测量仪器和工具，其测量精度只能达到毫米级，无法提高到微米级、纳米级，因此，不能满足迅速发展的工农业生产，国防建设和科研工作对于计量精度的需求，束缚和制约科学技术的发展和应用，成为国内外物理测量技术领域的一大技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种充分利用液位变量精确测量长度、极大提高测量精度、实现微观领域的测量计量、适应工农业生产、国防建设和科研工作需求的微纳米卡尺。

本发明采用的技术方案是：这种微纳米卡尺，包括横坐标导轨和纵坐标轴，横坐标导轨内装有能滑动的水平轴，水平轴上装有能滑动或固定的托架，托架上固定安装有定位液压缸，水平轴另侧装有推动连杆，推动连杆一端能在水平轴上滑动调节或固定，推动连杆与测量液压缸的活塞杆连接，测量液压缸的缸底与纵坐标轴连接固定，测量液压缸连接有与液压缸内腔连通的测量管。

上述技术方案中，横坐标导轨为标有长度刻度的金属轨道。

上述技术方案中，定位液压缸为 测量初始定位液压缸，定位液压缸的活塞杆端头朝向纵坐标轴，定位液压缸的上部安装有与缸内腔连通的液量可视管。

上述技术方案中，测量液压缸上还安装有液压油可视量管。

上述技术方案中，测量管为可视液位测量管，上面标有可视厘米、毫米、微米或纳米度量读数尺。

上述技术方案中，所述的定位液压缸和测量液压缸包括单活塞液压容器或油缸、双活塞液压容器或油缸或多活塞液压容器或油缸。

上述技术方案中，所述的测量管为能承受压力、又能看清标示刻度数据的圆形管或方形管、多边形管，测量管长度至少大于10厘米。

上述技术方案中，定位液压缸和测量液压缸包括圆柱体、三角形体、方形体、梯形体、菱形体、平行四边形体或多边形体的液压容器或油缸。

上述技术方案中，定位液压缸和测量液压缸包括由两个或多个相同液压容器或油缸组合而成的复合液压容器或油缸，或者由两个或多个不同液压容器或油缸组合而成的复合液压容器或油缸。

测量液压缸和测量管的工作原理：

1. 功能原理：由于测量液压缸的液压容器或油缸大于标有可视度量尺的测量管，例如采用圆形液压容器或油缸，其直径大，而安装连接的可视读数尺测量管直径小，液压容器或油缸活塞移动距离与截面积之积排出的这些液压油全部进入可视度量读数尺测量管，由于可视度量读数尺测量管截面积成倍小于液压容器或油缸的截面积，那么，液压油在可视度量尺测量管内移动的距离将成倍放大。    

2. 按圆柱形液压容器或油缸半径为1米和圆柱形可视度量尺测量管半径为0.1毫米比例，化作微米为100 0 000微米比100微米，半径长度比为10000:1 .    

截面积比计算为：     液压容器或油缸1000 000x1 000 000x3.14= 3 140 000 000 000平方微米

测量管100x100x3.14=31400平方微米

即面积比为: 100 000 000:1

那么，液压容器或油缸的活塞压缩1微米时，有3140 000 000 000立方微米的液压油进入到截面积为31400平方微米的可视度量尺测量管内，行程距离长度为100 000 000微米，可视位移放大了一亿倍。同样，肉眼很难发现的液压容器或油缸的活塞位移0. 00001微米时，流入可视度量尺测量管的液压油行程距离长度是1000微米，即肉眼可视长度为1毫米，因而能测出肉眼很难发现的活塞位移0.00001微米的微小变化，这个原理可以精确测量长度、面积、体积、容积、压力等等，是准确位移的有效依据。结合实际应用，根据不同需求，任意调节液压容器或油缸半径与可视度量尺测量管半径比，完全可以达到极高的精密要求。     

3. 工作原理：