蔡司三坐标测量机助力物理学界测量难题

万有引力常数（记为 G），作为质量物体间万有引力的实验物理常数，其阐述于牛顿的万有引力定律及爱因斯坦的广义相对论中，与小写g 的区别在于，后者是局部引力场（等于局部引力引起的加速度），尤指地球表面的重力加速度。

自20世纪后半叶，与科学史上其他时期相比，人类进行了更多的测量引力常数的研究工作。自1969年国际科技数据委员会（CODATA）成立以来，根据世界各地测G小组的实验结果，多次发布及调整万有引力常数G的推荐值。例如国际计量局（BIPM）在过去15年里进行的一组官方实验。尽管各个实验小组相继给出相对精度较高的测G实验结果，但它们之间的吻合程度仍然较差。

因此，如何进一步提高实验精度，寻找未知的系统误差，以及寻找新途径是测量万有引力常数G的发展趋势，两年前，BIPM科学家和世界上其他致力于测量大G的科学界领军人物齐聚一堂，决定这些测试实验重新用同一组设备、不同实验场所及不同的科研团队进行。

美国国家标准与技术研究院（NIST）物理测量实验室（PML）科研人员接受了这项挑战，并重新使用升级的设备进行BIPM实验。

实时几何量坐标测量

其中，测量大G的科研人员需测量牛顿引力方程中的其他量值，获取其所有零部件的精确尺寸及位置信息，“包括每个孔位、每个面形及每个装配件，”据NIST研究人员斯特林所述，“这皆需借助于三坐标测量（CMM）”。

鉴于此实验的高要求，NIST引进了德国蔡司三坐标测量机XENOS以用于几何量的高精度坐标测量，其搭载高稳定性的固定式工作台，配备高精度主动式三维测头，可测量被测对象上点位之间的空间距离，测量不确定度仅数十至数百纳米。

于实验开始之前需使用CMM触测精密扭秤的各个关键部件，然即便于实验过程中也必须借助CMM，以确保实验中精密圆柱部件间的距离几何量值的获取，该设备安装于地下约十二米的实验室中，每次大G的测量实验皆需于真空中进行。

此外，XENOS作为蔡司大空间测量范围坐标测量机，不仅覆盖科学研究、汽车及电子等应用领域，NIST亦将其用于航空轴承、计量标准器、精密设备结构件等精度量测，满足多样化计量校准要求。