蔡司三坐標測量機助力物理學界測量難題

萬有引力常數（記為 G），作為質量物體間萬有引力的實驗物理常數，其闡述于牛頓的萬有引力定律及愛因斯坦的廣義相對論中，與小寫g 的區別在于，后者是局部引力場（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世紀后半葉，與科學史上其他時期相比，人類進行了更多的測量引力常數的研究工作。自1969年國際科技數據委員會（CODATA）成立以來，根據世界各地測G小組的實驗結果，多次發布及調整萬有引力常數G的推薦值。例如國際計量局（BIPM）在過去15年里進行的一組官方實驗。盡管各個實驗小組相繼給出相對精度較高的測G實驗結果，但它們之間的吻合程度仍然較差。

因此，如何進一步提高實驗精度，尋找未知的系統誤差，以及尋找新途徑是測量萬有引力常數G的發展趨勢，兩年前，BIPM科學家和世界上其他致力于測量大G的科學界領軍人物齊聚一堂，決定這些測試實驗重新用同一組設備、不同實驗場所及不同的科研團隊進行。

美國國家標準與技術研究院（NIST）物理測量實驗室（PML）科研人員接受了這項挑戰，并重新使用升級的設備進行BIPM實驗。

實時幾何量坐標測量

其中，測量大G的科研人員需測量牛頓引力方程中的其他量值，獲取其所有零部件的精確尺寸及位置信息，“包括每個孔位、每個面形及每個裝配件，”據NIST研究人員斯特林所述，“這皆需借助于三坐標測量（CMM）”。

鑒于此實驗的高要求，NIST引進了德國蔡司三坐標測量機XENOS以用于幾何量的高精度坐標測量，其搭載高穩定性的固定式工作臺，配備高精度主動式三維測頭，可測量被測對象上點位之間的空間距離，測量不確定度僅數十至數百納米。

于實驗開始之前需使用CMM觸測精密扭秤的各個關鍵部件，然即便于實驗過程中也必須借助CMM，以確保實驗中精密圓柱部件間的距離幾何量值的獲取，該設備安裝于地下約十二米的實驗室中，每次大G的測量實驗皆需于真空中進行。

此外，XENOS作為蔡司大空間測量范圍坐標測量機，不僅覆蓋科學研究、汽車及電子等應用領域，NIST亦將其用于航空軸承、計量標準器、精密設備結構件等精度量測，滿足多樣化計量校準要求。