2.1 概述
合理的測量手段是實現互換性設計、互換性生產的技術保證之一。幾何量測量（技術測量）是機械產品設計、制造過程中非常重要的工作內容，它對產品的質量、成本、生產組織等方面有著重要影響。本章將主要介紹幾何量測量與計量的基本知識。
相關的國家標準如下：
GB/T 6093—2001《幾何量技術規范（GPS）長度標準 量塊》；
GB/T 17163—2008《幾何量測量器具術語 基本術語》；
JJG 146—2011《量塊》。
2.1.1 測量
測量指的是為確定量值進行的一組操作。測量的實質是被測量與作為測量單位的標準量進行比較求比值，從而確定被測量量值的實驗過程。
測量的概念可以通過以下的測量方程式來理解：
或
x=qu （2-2）
式中，x表示被測量；u表示測量單位；q表示被測量對測量單位的比值。
2.1.2 測量的四要素
由測量的定義可以看出，一個完整的測量過程必須包括以下四個要素。
2.1.2.1 測量對象
技術測量的測量對象主要是各種幾何量，包括機械零件上各種幾何要素的長度、角度、表面粗糙度、形狀與位置等，如圖2-1所示。
圖2-1 測量對象
2.1.2.2 測量單位
測量單位是用于表示與其相比較的同種量大小的約定定義和采用的特定量，在測量過程中作為比較的參照標準量。測量單位通常是靠計量器具上的某種具體的形式（如線紋尺、度盤、量塊、光波波長等）體現的。我國的法定計量單位是以國際單位制（SI）為基礎并選用少數其他單位制的計量單位組成的，其中，長度的單位是基本單位米（m），在機械制造中廣泛使用的是毫米（mm）、微米（μm）；角度的單位是輔助單位弧度（rad），在機械制造中還廣泛使用度（°）、分（'）、秒（″）。它們之間的關系是：
1mm=103mm=106μm
1rad=180°/π≈57.32°
1°=60'，1'=60″
2.1.2.3 測量方法
廣義的測量方法指的是測量時所采用的測量原理、測量器具和測量條件（環境和操作者等）的總和。一般意義的測量方法通常是指被測量與標準量比較的方法。
2.1.2.4 測量誤差（測量精度、測量結果）
測量的最終目的就是獲得測量結果。但由于任何測量都不可避免地存在著測量誤差，因此在最后得到的測量結果中必須包含該結果可能含有的測量誤差范圍（必要時還要給出置信概率）。不考慮測量誤差的測量結果是沒有意義的。
為使測量結果能更加準確地反映被測量的真值，除需要合理選用測量器具外，測量過程中還需要分析測量誤差的來源、采取措施減小測量誤差、對測量誤差進行處理等。
本章將主要介紹測量單位、測量方法及測量誤差三個要素。
2.1.3 幾何量測量技術的發展歷史
我國是世界的文明古國。早在商朝，我國就有了用來測量長度的象牙尺；在秦朝，秦始皇在全國統一了度量衡；到了西漢，我國又有了不帶游標的銅制卡尺。后來，由于我國長期的封建統治，科學技術的發展受到了很大的影響，計量與測量技術水平在國際上長時期內處于落后狀態，直到1949年新中國成立后才步入正軌。從1955年正式成立國家計量局開始，我國先后頒布了一系列計量法令、法規，逐步健全了各級計量組織和專門研究計量、測量技術的科研機構，研發了一大批具有世界先進水平的計量、測量儀器，使我國在計量、測量技術領域處于世界領先地位。這些對我國的科學技術發展、工農等行業的科技進步、人們生活水平的改善、國防實力的提升等現代化建設工作起到了極大的促進作用。
從技術角度來看，幾何量測量技術是隨著社會發展的需要而發展的，反過來又促進了社會科學技術水平的提高。19世紀中期人們發明了游標卡尺（精度為0.02mm），基本上可以滿足當時工業的需要；到了20世紀初，第一次世界大戰爆發，武器裝備制造的需要促使了千分尺（精度為數μm）的發明；20世紀30～40年代，第二次世界大戰爆發，性能要求更高的武器裝備制造的需要又促使了機械比較儀、光學比較儀、工具顯微鏡的發明，它們的精度可達1μm甚至更高。第二次世界大戰以后，電子技術、激光技術、計算機技術的發展又促進了各種電動比較儀、激光干涉儀等現代高精度測量儀器的發明，這些儀器及相關測量技術的發展又大大提高了科學技術水平（特別是機械加工水平）。到了20世紀末、21世紀初，掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡的發明為納米技術的發展奠定了基礎。隨著社會的發展，目前高精度已不再是測量技術發展的唯一方向，多功能、高自動化程度、高智能化程度逐漸成為測量技術發展的熱點需求，三坐標測量機就是其中的典型代表。