2.1 概述
合理的测量手段是实现互换性设计、互换性生产的技术保证之一。几何量测量（技术测量）是机械产品设计、制造过程中非常重要的工作内容，它对产品的质量、成本、生产组织等方面有着重要影响。本章将主要介绍几何量测量与计量的基本知识。
相关的国家标准如下：
GB/T 6093—2001《几何量技术规范（GPS）长度标准 量块》；
GB/T 17163—2008《几何量测量器具术语 基本术语》；
JJG 146—2011《量块》。
2.1.1 测量
测量指的是为确定量值进行的一组操作。测量的实质是被测量与作为测量单位的标准量进行比较求比值，从而确定被测量量值的实验过程。
测量的概念可以通过以下的测量方程式来理解：
或
x=qu （2-2）
式中，x表示被测量；u表示测量单位；q表示被测量对测量单位的比值。
2.1.2 测量的四要素
由测量的定义可以看出，一个完整的测量过程必须包括以下四个要素。
2.1.2.1 测量对象
技术测量的测量对象主要是各种几何量，包括机械零件上各种几何要素的长度、角度、表面粗糙度、形状与位置等，如图2-1所示。
图2-1 测量对象
2.1.2.2 测量单位
测量单位是用于表示与其相比较的同种量大小的约定定义和采用的特定量，在测量过程中作为比较的参照标准量。测量单位通常是靠计量器具上的某种具体的形式（如线纹尺、度盘、量块、光波波长等）体现的。我国的法定计量单位是以国际单位制（SI）为基础并选用少数其他单位制的计量单位组成的，其中，长度的单位是基本单位米（m），在机械制造中广泛使用的是毫米（mm）、微米（μm）；角度的单位是辅助单位弧度（rad），在机械制造中还广泛使用度（°）、分（'）、秒（″）。它们之间的关系是：
1mm=103mm=106μm
1rad=180°/π≈57.32°
1°=60'，1'=60″
2.1.2.3 测量方法
广义的测量方法指的是测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件（环境和操作者等）的总和。一般意义的测量方法通常是指被测量与标准量比较的方法。
2.1.2.4 测量误差（测量精度、测量结果）
测量的最终目的就是获得测量结果。但由于任何测量都不可避免地存在着测量误差，因此在最后得到的测量结果中必须包含该结果可能含有的测量误差范围（必要时还要给出置信概率）。不考虑测量误差的测量结果是没有意义的。
为使测量结果能更加准确地反映被测量的真值，除需要合理选用测量器具外，测量过程中还需要分析测量误差的来源、采取措施减小测量误差、对测量误差进行处理等。
本章将主要介绍测量单位、测量方法及测量误差三个要素。
2.1.3 几何量测量技术的发展历史
我国是世界的文明古国。早在商朝，我国就有了用来测量长度的象牙尺；在秦朝，秦始皇在全国统一了度量衡；到了西汉，我国又有了不带游标的铜制卡尺。后来，由于我国长期的封建统治，科学技术的发展受到了很大的影响，计量与测量技术水平在国际上长时期内处于落后状态，直到1949年新中国成立后才步入正轨。从1955年正式成立国家计量局开始，我国先后颁布了一系列计量法令、法规，逐步健全了各级计量组织和专门研究计量、测量技术的科研机构，研发了一大批具有世界先进水平的计量、测量仪器，使我国在计量、测量技术领域处于世界领先地位。这些对我国的科学技术发展、工农等行业的科技进步、人们生活水平的改善、国防实力的提升等现代化建设工作起到了极大的促进作用。
从技术角度来看，几何量测量技术是随着社会发展的需要而发展的，反过来又促进了社会科学技术水平的提高。19世纪中期人们发明了游标卡尺（精度为0.02mm），基本上可以满足当时工业的需要；到了20世纪初，第一次世界大战爆发，武器装备制造的需要促使了千分尺（精度为数μm）的发明；20世纪30～40年代，第二次世界大战爆发，性能要求更高的武器装备制造的需要又促使了机械比较仪、光学比较仪、工具显微镜的发明，它们的精度可达1μm甚至更高。第二次世界大战以后，电子技术、激光技术、计算机技术的发展又促进了各种电动比较仪、激光干涉仪等现代高精度测量仪器的发明，这些仪器及相关测量技术的发展又大大提高了科学技术水平（特别是机械加工水平）。到了20世纪末、21世纪初，扫描隧道显微镜、原子力显微镜的发明为纳米技术的发展奠定了基础。随着社会的发展，目前高精度已不再是测量技术发展的唯一方向，多功能、高自动化程度、高智能化程度逐渐成为测量技术发展的热点需求，三坐标测量机就是其中的典型代表。