介绍超精密仪器工程研究中的几个最近研究进展二维和三维微小内尺度精密和超精密测量技术、超精密三维轮廓与坐标测量技术、无基准三维轮廓测量技术、超精密回转基准和直线基准技术、大输出力、高稳定性超微驱动技术等.这些问题代表了目前超精密仪器工程研究的发展趋势,优先发展仪器单元技术和解决关键技术是促使仪器工程精度水平迅速提高的关键.

研究了利用投影栅线法测量光滑鼠标的三维轮廓。对传统的傅里叶变换轮廓术提出了一点改进,在傅里叶变换之后,不对频谱部分频移,而是直接滤出需要的高、低频部分,再分别进行傅里叶逆变换,就可以得到与高度有关的相位差。该方法与传统的方法相比,减少了3次频移的过程,大大减少了计算量,也提高了滤波的精度。实验结果表明：只需要0.1s就可以完成测量过程,测量精度达到0.2mm,可以成功实现光滑物体的三维轮廓测量。

设计了一种基于液体浮力的三维轮廓测量的实验系统和测量方法，阐述了该方法的测量原理。由阿基米德定律和杠杆原理，利用电子天平逐层测算被测实体浸入液面不同深度时所受浮力，通过计算机计算相应每片层的质量、重心等信息，推算出各层面上微小实体单元在三维坐标系中的位置，进而重构出被测实体的三维轮廓图像。经过初步实验，证明了该方法是切实可行的。

本文提出一种新型的近似无衍射栅型结构光的概念与实现方法。该结构光具有焦深长、线宽细、在一定范围内光场分布稳定、光场光强不变等特点。文中采用精密三角截面棱镜组成的光学系统生成近似无衍射栅型线结构光，用惠更斯-菲涅尔原理及基尔霍夫衍射理论对该系统进行了理论分析和计算，并在无衍射范围内对近似无衍射栅型结构光的光场分布进行了数值仿真。文中对系统进行了实验对比及验证，结果表明，实验数据与理论计算及仿真结果基本一致。应用文中的系统参数，获得了条纹宽度为18 m，焦深范围为570 cm的近似无衍射栅型结构光，其条纹宽度及光场强度分布不随距离而变化。与传统的光源相比，近似无衍射栅型结构光在三维轮廓测量等应用中具有分辨率高、精度高等优势。

以普通光学成像透镜取代显微物镜,以针孔阵列(500×500)取代单针孔,实现了全场并行共焦测量.在数据处理上,采用了内插值三维重构算法,以及二次曲面拟合的系统误差校正算法,可以在较大的采样间距下获取较高的测量精度.实验表明,系统的最大横向测量范围为5 mm×5 mm,横向测量精度约为13 μm,纵向测量精度约为5 μm,因此可大大提高测量视场及测量速度.

提出了采用基于光栅投影的三维测量技术,以获取毛边板的较高精度轮廓数据,对优化毛边板裁边工艺、提高木材出材率具有重要意义。

根据常见测量对象的几何特征及光切法三维轮廓测量特点,设计了两种测量系统结构方案,并重点介绍了四轴卧式系统四种扫描测量策略及其数据合成方法,最后给出了实物测量结果.