回转仪原理

“十大科学新闻”评选是《环球科学》(《科学美国人》杂志中文版)每年一度的重头戏，也是本年度全球各大科学领域的重大事件进行的一次全面盘点。经过专业编辑和专家团队的商讨，《环球科学》初步挑选出了30条候选新闻，接受网友的点评和投票。 　　1、超光速粒子挑战爱因斯坦相对论 　　9月23日，欧洲核子研究中心公布了一份研究结果，科研人员在让中微子进行近光速运动时，其到达时间比预计的早了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)，对此，研究者认为，这可能意味着这些中微子是以比光速快60纳秒的速度运行。 　　这项研究名叫OPERA(Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus)，是由欧洲核子研究所的超级质子同步加速器产生高强度、高能量的μ子中微子束，向730千米外的意大利格兰萨索国家实验室(LNGS)传送，以便检测检测中微子振荡现象。研究者让粒子束以近光速运行，并通过最后的运行时间和距离来判断中微子的速度。中微子束在两地之间的地下管道中穿梭。 　　根据爱因斯坦狭义相对论，光速是宇宙速度的极限，没有任何物质可以超越光速。如果此次研究结果被验证为真，意味着奠定了现代物理学的基础将遭到严重挑战。 　　不过，欧洲核子研究中心随后在一份声明中表示，这个结果的潜在影响巨大，急需其他实验的独立测量进行重复实验，接受更广泛、更严谨的考验，这才能最终验证或反驳是否真的存在超光速粒子。 　　11月17日，格兰• 萨索国家实验室的研究人员发布了新的实验数据，确认了9月23日公布的结果。该实验的参与者、德国汉堡大学的卡伦• 哈格纳表示，实验的精确性得到了改进，统计分析更为可靠了，并且由OPERA里的不同小组进行了重复。 　　然而，OPERA之外的科学家仍然表示怀疑。他们寄希望于由一个独立的实验来进行重复。其中最受期待的是美国费米实验室“主注入器中微子振荡搜寻”(简称MINOS)实验。针对OPERA的最新结果，费米实验室发表声明说，该实验室正在升级有关系统，2012年初应该可以获得相关结果。 　　2、世界人口超过70亿 　　10月31日，根据联合国人口基金的预测，世界人口在这一天达到了70亿。在全球70亿人口中，有18亿是10岁到24岁的年轻人。如果目前的生育率保持不变，本世纪中期世界人口将突破90亿，此后人口增速将会放缓，到本世纪末超过100亿。 　　联合国人口基金的统计显示，世界人口从10亿增长到20亿用了一个多世纪，从20亿增长到30亿用了32年，而从1987年开始，每12年就增长10亿。 　　由于文化普及和妇女社会地位的提高，全球育龄妇女的平均生育率到21世纪已显著下降，但庞大的人口基数仍会使人口数量迅速上升。 　　人口激增意味着人类对自然资源的需求激增，粮食、水资源、宜居土地的供给将承受更大的压力，这些需求又将向生态环境传递更大压力 人口激增也意味着人类对社会资源的需求激增，教育、医疗、就业、养老等问题，将考验着每一个国家。 　　3、“苹果”创始人乔布斯去世 　　美国时间10月5日，苹果董事会主席、联合创始人史蒂夫• 乔布斯逝世，享年56岁。苹果公司网站发布的消息说：“苹果失去了一位富有远见和创造力的天才，世界失去了一个不可思议之人。” 1975年，乔布斯与斯蒂夫• 沃兹尼亚克组装了世界上第一台个人电脑，这台个人电脑后来被称为苹果Ⅰ号机。1976年，乔布斯与沃兹等人成立了苹果公司，并在1977年4月推出了苹果Ⅱ号机，它以小巧、操作简便等特点抓住了用户的心。乔布斯先后领导缔造了麦金塔计算机、ipad、iPod、iTunes Store、iPhone等诸多知名数字产品。 　　乔布斯的生涯极大地影响了硅谷风险创业的传奇，他将美学至上的设计理念在全世界推广开来。他对简约及便利设计的推崇为他赢得了许多忠实追随者。乔布斯与沃兹尼亚克共同使个人计算机在70年代末至八十年代初流行开来，他也是第一个看到鼠标的商业潜力的人。在将近40年的职业生涯里，他引进了几种范式转移的发明，并在此过程中重塑了整个行业。 　　无论是在科技界还是商业界，乔布斯都是无可争议的领袖人物，他的去世，引起了全球的强烈关注。 　　4、首款石墨烯集成电路诞生 　　美国IBM公司的科学家研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路，向开发石墨烯计算机芯片前进了一步。科学家们认为，这项突破可能预示着，未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片。研究成果发表在6月10《科学》杂志上。 　　IBM公司托马斯• 沃森研究中心科学家林育明领导的团队制造的这块集成电路建立在一块碳化硅上，并且由一些石墨烯场效应晶体管组成。这种生产过程也可用于其他类型的石墨烯材料，包括将化学气相淀积(CVD)石墨烯膜合成在金属膜之上，也可用于光学光刻以改善成本和产能。最新的石墨烯集成电路混频最多可达10G赫兹，而且其可以承受125摄氏度的高温。该研究团队认为，这块集成电路还可以运行得更快，届时，由这类集成电路制成的芯片可以改进手机和无线电收发两用机的信号，未来，手机或许能在一般认为无法接收信号的地方工作。 　　5、德国爆发肠出血性大肠杆菌疫情 　　5月中旬，一种被称为EHEC(肠出血性大肠杆菌)耐抗生素细菌导致的疫情在德国北部集中暴发。一周之内，德国16个州中的15个州中发现了超过1000例EHEC确诊或疑似病例。据称，“当前的疫情超过了任何一次历史上的状况，EHEC从没有在德国如此集中暴发。” 　　疫情很快蔓延到欧洲许多国家和美国。根据世卫组织的6月3日公布的报告，截至到6月2日，疫情共造成1823人染病，18人死亡。全世界已经有12个国家(除德国外，还包括奥地利、丹麦、法国、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国、捷克和美国)出现了肠出血性大肠杆菌病例。更令人担心的是，此次流行的EHEC亚型是经过变异的耐抗生素细菌，疑似超级细菌。 　　最初该病菌被认为来源于西班牙产黄瓜，后经严密调查，德国国家疾病控制中心罗伯特-科赫研究所等多家机构6月10日在柏林表示，他们已确认造成此次肠出血性大肠杆菌(EHEC)疫情的源头是下萨克森一家工厂生产的豆芽。 　　7月26日，罗伯特-考赫研究所宣布，感染肠出血性大肠杆菌的最后一位病人出现在三周前，计入病情潜伏期、诊断期以及病源调查所需时间之后，可以肯定地认为该病菌已不再具备传染性，表明这场在德国持续了月余的疫情已经结束。这场疫情最终导致德国范围内50人死亡。 　　6、中国发射“天宫一号” 　　2011年9月29日，中国首个目标飞行器天宫一号(Tiangong-1或Heavenly Palace 1)在酒泉卫星发射中心发射，由长征二号FT1火箭运载。 　　天宫一号设计在轨寿命两年。由于天宫一号是空间交会对接试验中的被动目标，所以叫“目标飞行器”(Target spacecraft，天宫一号的主要任务之一，即为实施空间交会对接试验提供目标飞行器)。而之后发射的神舟系列飞船，将称作“追踪飞行器”，入轨后主动接近目标飞行器。 　　天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步阶段(即掌握空间交会对接技术及建立空间实验室)，同时也是中国空间站的起点，标志着我国已经拥有建立初步空间站，即短期无人照料的空间站的能力。天宫一号在寿命末期，将主动离轨，陨落南太平洋。 　　2011年11月1日，中国再次发射“神舟八号”无人飞行器，飞行器升空后，在太空中与“天宫一号”成功完成两次对接，标志着中国成为了世界第三个掌握空间对接技术的国家。 　　7 日本大地震引发核危机 　　3月11日，本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸，地震和海啸造成15500余人遇难，5300余人失踪。另外，地震和海啸造成日本福岛第一核电站1~4号机组接连发生核泄漏事故，大量放射性物质泄漏到外部，日本各地均监测到超出本地标准值的辐射量。 　　日本原子能安全委员会根据测定值推算的结果显示，从3月12日上午6时至24日零时止，福岛第一核电站外泄放射性碘的总量约为3万万亿～11万万亿贝克勒尔，这个数值已经相当于国际评价机制的6级“重大事故”水平。而部分地区的土壤核污染水平，已与1986年的切尔诺贝利事故相当(被定性为最高等级7级的“特大事故”)。2011年4月12日，日本原子能安全保安院根据国际核事件分级表将福岛核事故定为最高级7级。是国际核事件分级表(International Nuclear Event Scale)中第二个被评为第七级事件的事故。 　　8 NIF成功模拟出核聚变反应的实验条件 　　美国物理学家组织网3月16日(北京时间)报道，美国国家点火装置(NIF)项目的科学家最近攻克了核聚变反应点火装置中的两个关键难题：类似太阳的极端高温以及均匀、使标靶不会失形的压力。 　　NIF的目标是实现聚变反应，最终用来生产可持续的清洁能源。目前的商业核电站都是用核裂变来发电，核聚变迄今还无法用于大规模商业核电站中。与核裂变相比，聚变反应能产生同样巨大的能量但核废料却更少。NIF科学家们正在研究的是一种惯性约束聚变(ICF)，即在高能激光热量和压力条件下的聚变。在最近的实验中，NIF科学家用一种直径2毫米的塑料小球将192束激光聚集在含氦元素的塑料球上，所产生的巨大热量中近90%转换为X射线，使温度达到360万摄氏度。在这一温度下，2毫米直径的塑料球各向均匀收缩为只有1/10毫米。研究结果发表在《物理评论快报》上。 　　NIF副主管爱德华• 莫斯表示，新实验已经模拟出聚变反应发生的实验条件，比以前更加切实可行，并有望在明年上半年进行真正的演示。 　　9原子间单量子能量交换首次实现 　　美国国家标准研究院物理学家首次在两个分隔的带电原子(离子)之间建立了直接运动耦合，实现了原子之间的单量子能量交换。实验利用了一种单层离子势阱，并将其浸在液氦浴中冷却到零下269℃。离子之间相隔40微米，漂浮在势阱表面。势阱表面装有微小电极，让两个离子靠得更近，以便产生更强的耦合作用。超低温度可以抑制热量，避免扰乱离子行为。研究人员在势阱上放了震荡脉冲来检测铍离子频率。研究人员还用激光制冷减弱两个离子的运动，再用两束反向紫外激光束将一个离子进一步冷却到静止状态，调节势阱电极间的电压，就开启了耦合作用。经测量，离子的能量交换每155微妙仅有几个量子，而达到单个量子交换时频率更低，间隔为218微秒。从理论上讲，离子之间这种能量交换过程能一直持续，直到被热量打断。 　　在未来的量子计算机中，上述技术可用于解决量子系统的复杂问题，破解当今使用最广的数据加密编码。不同位置的离子直接耦合可以简化逻辑运算，有助于校正运算过程错误。该技术还可能用于量子模拟，以解释复杂量子系统如高温超导现象的原理机制。 　　10屠呦呦获拉斯克临床医学奖 　　9月12日，2011年度拉斯克奖的获奖名单揭晓，中国科学家屠呦呦获得临床医学奖，获奖理由是“因为发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”。这也是至今为止，中国生物医学界获得的世界级最高大奖，离诺奖仅一步之遥。 　　上世纪60年代初，全球疟疾疫情难以控制。1967年，中国正处于文革时期，毛主席和周总理下令，联合研发抗疟新药。1967年5月23日在北京召开“全国疟疾防治研究协作会议”，“5• 23”就成了当时研究防治疟疾新药项目的代号。1969年，39岁的屠呦呦加入“5• 23”。她从整理历代医籍开始，四处走访老中医，编辑了以640方中药为主的《抗疟单验方集》，继而组织鼠疟筛选抗疟药物。经过200多种中药的380多个提取物筛选，最后将焦点锁定在青蒿上。屠呦呦认为，很有可能在高温的情况下，青蒿的有效成分就被破坏掉了。她改用乙醚制取青蒿提取物。1971年10月4日，经历了190多次的失败之后，在实验室里，屠呦呦终于从中药正品青蒿的菊科植物的成株叶子的中性提取部分，获得对鼠疟、猴疟疟原虫100%的抑制率。 　　11 “引力探测器B”证实广义相对论两项关键预测 　　5月4日，美国航天局发布消息称，该局2004年发射的“引力探测器B”(Gravity Probe B)的测量结果已经证实了爱因斯坦广义相对论的两项关键预测：地球的自转会牵引并扭曲地球周围的时空，出现短程线效应(geodetic effect)和惯性系拖曳效应(frame dragging)。 　　广义相对论认为，引力是因质量的存在而引起的时空弯曲，引力场的存在会改变时空几何学规则。这一理论有两项重要预测，即时间和空间不仅会因地球等大质量物体的存在而弯曲，大质量物体的旋转还会拖动周围时空结构发生扭曲，这就是“短程线效应”和“惯性系拖曳效应”。 　　“引力探测器B”的主要装备是4个超高精度的回转仪。当“引力探测器B”在距离地球约640千米的极地轨道上开始运转时，4个回转仪自转轴同时对准遥远恒星——IM Pegasi。如果地球引力不影响时间和空间，那么回转仪自转轴将一直指向初始方向。实际观测结果是，受地球引力拖曳，回转仪自转轴方向发生了可测量的细微偏移，从而证实了爱因斯坦的理论。这项研究成果发表在《物理评论快报》上。 　　美国航天局天体物理学家威廉• 丹奇说：“这项成果对理论物理学具有长期影响，将来要想挑战爱因斯坦的广义相对论，就必须获得比‘引力探测器B’观测结果更精确的数据。” 　　12 3-D结构晶体管首次问世 　　5月4日，英特尔公司宣布在晶体管发展上取得了革命性的重大突破——3-D结构的晶体管首次问世，三栅极(Tri-Gate)3-D晶体管设计成功实现了22纳米制程技术的突破。 　　在三栅极3-D晶体管中，传统的2-D平面栅极被从硅基体垂直竖起的3-D硅鳍状物所代替。鳍状物的每一面都安装了一个栅极，而不是像2-D平面晶体管那样，只在顶部有一个栅极。更多的控制可以使晶体管在“开”的状态下让尽可能多的电流通过，而在“关”的状态下尽可能让电流接近零，同时还能在两种状态之间迅速切换。据悉，与之前的32纳米平面晶体管相比，22纳米三栅极3-D晶体管在低电压下可将性能提高37%，在相同性能的情况下电量消耗将减少50%，而其造价仅提高2%~3%。这一惊人的改进意味着它们将是小型手持设备的理想选择。 　　对于这项成果，英特尔创始人之一、摩尔定律的提出者戈登• 摩尔的评价是：“在多年的探索中，我们已经看到晶体管尺寸缩小所面临的极限。今天这种在基本结构层面上的改变，是一种真正革命性的突破，它能够让摩尔定律以及创新的历史步伐继续保持活力。” 　　13超级杂交水稻亩产首次突破900公斤 　　9月18日，农业部专家组在湖南省隆回县验收超级稻大面积亩产的初步结果发布，“杂交水稻之父”袁隆平院士指导的超级稻第三期目标亩产900公斤高产攻关获得成功，创造了杂交稻世界新纪录。 　　中国超级稻育种计划分三期实施。第一期是大面积示范亩产700公斤，已在2000年实现 第二期亩产800公斤，于2004年提前一年实现 目前，袁隆平和他的团队攻关的900公斤是第三期目标。由袁隆平研制的“Y两优2号”，在湖南省邵阳市隆回县羊古坳乡雷峰村18块试验田(共107.9亩)试种，百亩试验田收割验收结果表明，亩产达到926.6公斤。 　　袁隆平并不满足于此，他为自己提出了第四期超级稻计划：到2020年实现超级稻大面积示范亩产1000公斤。“1000公斤是奋斗目标，从理论上讲超级稻的产量远不止于此。” 　　14 中国科学家提出生物进化动力新假说 　　在5月20日的《科学》杂志上，复旦大学生命科学学院的苏志熙等提出生物进化动力新假说，认为“偏向性突变是导致后生动物进化过程中酪氨酸丢失以及复杂酪氨酸激酶调控网络形成的主要原因”，这一假说修正了目前生命科学领域的权威观点——“后生动物进化过程中酪氨酸丢失是自然选择作用的结果”。 　　后生动物是相对于原生动物而言的，原生动物是动物界中最低等的一类真核单细胞动物，一切由多细胞构成的动物都称为后生动物。研究发现，“酪氨酸激酶调控网络”对后生动物进化有重大作用。在生命起源中，“酪氨酸激酶调控”只在“多细胞动物”中进行，绝大部分单细胞生物中没有“酪氨酸激酶调控网络”，而随着多细胞动物复杂性的不断增加，酪氨酸激酶调控网络的演化越来越复杂，因此，酪氨酸激酶网络调控已被科学界公认是导致多细胞动物复杂性演化的重要机制。2009年《科学》杂志刊文提出的假说认为，在后生动物进化过程中，生物体受到自然选择作用，选择性地丢失蛋白质中的酪氨酸， “通过去除潜在的有害磷酸化位点这一机制来适应酪氨酸激酶信号通路的复杂性进化，从而促进了多细胞动物本身的复杂性的进化，如演化出各种不同的细胞类型，组织，器官等”。 　　苏志熙等经过严谨的实验研究后提出的新假说认为，后生动物进化过程中，基因组DNA“组成成分”向高GC(鸟嘌呤和胞嘧啶)含量的偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因，而这种非选择性的酪氨酸丢失过程才是促使酪氨酸激酶信号通路以及相应的后生动物机体复杂性进化的原始动力。 　　据介绍，这个成果解释了多细胞进化过程中绝大部分的蛋白质氨基酸的变化规律，同时可能会帮助科学家更好地探究致癌的原因以及抗癌的方法。 　　15、长达两千年气候纪录出炉 热带或经历严重水短缺 　　美国物理学家组织网6月9日报道，美国研究人员对取自秘鲁安第斯山脉Laguna Pumacocha湖泊底部一份长约1.8米的沉积物钻核进行了分析，整理出了一份长达2300年的气候记录。在这份沉积物钻核中，保存着许多迄今未知的地化信息和热带地区气候变化的详情。为获得沉积钻核中的气候记录，研究小组分析了其中每年层中的氧同位素(氧-18)的比例，这一比例在湿润季节水平低而在干旱季节水平高。 　　根据该记录建立的模型显示，南美洲夏季季风期间的降水量自1900年以后急剧下降，在公元前300年左右降雨量变化最大，此时北半球温度逐渐变暖。目前，随着北半球气温上升，夏季的季风变得更干燥，地球上人口稠密的热带地区将可能经历严重的水短缺 而且，南美赤道地区的降水已经到了两千多年来的最低点。该报告发表在《美国国家科学院院刊》上。 　　16、IP地址用尽 IPv6开始试用 　　由于互联网用户持续攀升和全球手机上网者不断增多，造成现有的IP地址即将“瓜分完毕”。据悉，负责管理IP地址分配的顶级机构——互联网编号分配机构(IANA)于2月3日对外分配完最后一批IPv4系列地址，最后5个IPv4地址“大礼包”将被分配出去。现在， 既有IP地址将被完全耗尽的消息，迫使各大网站开始在研究增加地址数量的新技术应对挑战。今后互联网服务商可能要为注册用户提供IPv6地址。虽然这款全新的系统目前尚未普及，但是包括谷歌和Facebook在内的热门网站都对此表示支持。其他规模较小的网站也将开始部署IPv6地址系统。对于只支持IPv4地址的网站而言，未来将面临重大挑战。 　　17、世界首个三维等离子标尺研制成功 　　6月10《科学》杂志报道，美国能源部劳伦斯-伯克利国家实验室与德国斯图加特大学研究人员合作，开发出了世界首个三维等离子标尺，能在纳米尺度上测量大分子系统在三维空间的结构。 　　该三维等离子标尺由5根金质纳米棒构成，其中一个垂直放在另外两对平行的纳米棒中间，形成双层H型结构。垂直的纳米棒和两对平行纳米棒之间会形成强耦合，阻止了辐射衰减，引起两个明显的四极共振，由此能产生高分辨率的等离子波谱。标尺中有任何结构上的变化，都会在波谱上产生明显变化。另外，5根金属棒的长度和方向都能独立控制，其自由度还能区分方向和结构变化的重要程度。该标尺有助于科学家在研究生物的关键动力过程中，以前所未有的精度来测量DNA(脱氧核糖核酸)和酶的作用、蛋白质折叠、多肽运动、细胞膜震动等。 　　18、合成生物学取得多项进展 　　自从美国科学家文特尔在去年4月份创造了首个“人造生命”(参见《环球科学》2010年第7期《人造生命背后》)，合成生物学的发展开始加速，生物学家也开始朝着更高的目标迈进。今年，该领域的科学家就取得了多项重要进展。 　　今年9月，美国约翰斯• 霍普金斯大学医学院的生物学家杰夫• 博伊科领导的科研团队从头设计，人工合成出两个染色体片断，并将它们插入一个活酵母菌体内，而接受了合成染色体的酵母菌仍能正常存活。文特尔的“人造生命”是细菌，属于原核生物，而酵母属于更高级的真核生物。博伊科的研究是世界上首次成功合成真核生物的部分基因组，标志人工合成生物基因组的研究又迈出了重要步伐。博伊科还计划，在接下来的5年内，用人造基因组取代酵母菌的所有基因组，让其进化出新菌株。 　　几乎同一时间，英国格拉斯哥大学的李• 克罗宁用含有金属的巨型分子，成功地制造出了类似于细胞的气泡，并赋予它们一些类似生命的特征。研究人员希望诱使这些气泡演变成完全无机的能自我复制的实体，以此证明存在着完全基于金属(无机物)的生命。 　　如果克罗宁的研究得到证实，那么存在外星生命的可能性将大大提高。日本东京大学基础科学系的牟中原说：“很可能存在着一些并不基于碳的外星生命。比如，水星上的物质就和地球上的物质大相径庭，可能存在由无机成分形成的生物。尽管克罗宁暂时还无法证明这一点，但他指出了一个新方向。” 　　也是在9月，美国索尔克生物研究所的的助理教授王磊(音译)利用基因技术，修改了一种细菌的遗传序列，成功地将非天然氨基酸(20种天然氨基酸之外的人造氨基酸)整合到细菌蛋白质的多处，制造出了新的人造细菌菌株。 　　这些合成出来的细菌在药物研发领域拥有巨大的潜力，据此研制出的药物拥有的生物学功能将远超只包含天然氨基酸的蛋白质。这些分子或许也能作为基础元件，制造从工业溶剂到生物燃料在内的任何产品，帮助解决与石油生产和运输有关的经济和环境问题。 　　“这是我们首次制造出一个可用的、拥有多处包含非天然氨基酸的蛋白质的细菌菌株。”王磊说，“尽管这项技术还有改进空间，但这使科学家们在生物

油封旋转性能试验机采用西门子可编程控制系统.适用于各种回转式油封进行密封性能的试验和研究工作，油封安装在验机上，主轴以一定的速度回转，经过一定时间的运行，观察油封是否渗漏，每次可试验2件油封，测试轴可正、反转。本机结构合理，设计新颖，起动性能好，调速范围广，起动力矩大，噪声低，操作方便。技术参数:1. 主轴转速：10000r/min2. 主轴跳动误差：小于±0.03mm3. 轴心偏置调整量：0～5mm4. 可测试油封轴孔范围（单唇口油封）：Φ7～Φ200mm5. 电机功率：2.2kW×2(根据具体油封尺寸加大功率)6. 压力范围：0～0.03MPa7. 温度范围：室温～120℃8. 电 源：AC380V三相五线制(必须有零线和地线)±10% 50Hz 9. 外形尺寸：1300mm×1000mm×1500mm10. 重 量：420㎏注：关键零部件均由日本小巨人LGMazak加工中心加工。创新点：区别于市场无扭矩油封旋转试验台,此款为带扭矩油封旋转试验台 可在常温和高低温环境内进行试验 带扭矩10000转油封旋转试验机台

近日，中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下，经过艰苦攻关，创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法，并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。大型零件圆柱度测量仪样机圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前，圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息，采用精密转台回转的方式实现测量，如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小，在圆柱度测前定心调整过程中，大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响，过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度，所产生的随机误差难以通过算法有效补偿，无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈，由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性，现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此，亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术，配合精密耦件，通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心，采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面，提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法，测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统，既解决了大型工件的载荷问题，又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离；测量系统采用对称式双测头测量方案，综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性，实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。目前，该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作，并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇，申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定，大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm，Z向导轨精度139nm/100mm，最大测量直径为2500mm，且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础，填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白，掌握大型圆柱度测量仪的核心技术，提高轴承及相关行业的自主创新能力，为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力，对我国从制造大国迈向制造强国，具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。