精密仪器设计基础复习重点.doc

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1、测控仪器则是利用测量和控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。测控仪器的分类：1.几何最计最仪器2.热工最计最仪器3.机械最计最仪器4•时间频率计盘仪器5.电磁最计最仪器6.无线电参数测最仪器7.光学与声学最测最仪器8.电离辐射计量仪器按功能将仪器分成以下几个组成部分：1基准部件2传感器与感受转换部件3放大部件4瞄准部件5信息处理与运算装置6显示部件7驱动控制器部件8机械结构部件发展趋势：高精度与高可靠性、高效率、智能化、多样化与多维化。现代设计方法的特点：⑴程式性⑵创进性⑶系统性（4）优化性（5）汁算机辅助设计设计要求：⑴将度要求⑵检测效

2、率要求（3）可靠性要求⑷经济性要求⑸使用条件要求⑹造型要求设计程序：⑴确定设计任务⑵设计任务分析，制定设计任务书（3）调查研究，详细占有资料⑷总体方案设计（5）技术设计⑹制造样机（7）产品鉴定或验收（8）设计定型后进行小批量生产误差的分类：按误差的数学性质分1）随机误差是山大最的独立微小因索的综合影响所适成的，其数值的大小和方向没有一定的规律，但就其总体而言，服从统计规律，大多数随机误差服从正态分布。2）系统误差山一些稳定的误差因索的影响所造成，其数值的大小的方向在测量过程屮恒定不变或按…定的规律变化。3）粗大误差粗大谋差指超出规定条件所产生的谋差，一般是山于疏忽或错课所引起,在测量值中一旦

3、出现这种误差，应予以剔除。按被测参数的时间特性分1）静态参数误差不随时间而变化或随时间而缓慢变化的被测参数称为静态参数，测定静态参数所产生的谋差2）动态参数误差随时间而变化或时间的函数的被测参数称为动态参数，测定动态参数所产生的误差按误差间的关系分1）独立误差彼此相互独立，互不相关，互不影响的误差2）非独立误差（或相关误差）一种误差的出现与其他的误差相关联，这种彼此相关的误差绝对误差：被测杲测得值x与其真值（或相对真值）xo之差△二x-x（）特点：有帰纲、能反映出误差的大小和方向。相对误差：绝对误差耳被测杲真值的比值S-A/xo特点：无量纲测量误差：对某物理量进行测最，所测得的数值xi与其真

4、值xo之间的差△i=xi-x。i=l,2,3,-n正确度系统误差大小的反应，表征测議结果稳定地接近真值的程度精密度随机误差大小的反应，表征测战结果的一致性或误差的分散性准确度系统谋差和随机谋差两者的综合反应，衣征测量结果与其值之间的一致程度原理误差仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所引起的谋差。它只与仪器的设计有关,而与制造和使用无关。减小或消除原理误差影响的方法：1）采用更为擀确的、符合实际的理论和公式进行设计和参数计算。2）研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。3）采用误差补偿措施。制造误差产生于制造、支配以及调整屮的不完善所引起的误差。主

5、要111仪器的零件、兀件、部件和其他各个环节在尺寸、形状、相互位置以及其他参最等方面的制造及装调的不完善所引起的误差。减小或制造原理谋差影响的方法：制造过程屮1）提高加工栉度2）装配楷度设计过程中1）合理地分配误差和确定制造公差2）正确应用仪器设计原理和设计原则3）合理地确定仪器的结构参数4）合理的结构工艺性5）设置适当的调整好补偿环节运行误差仪器在使用过程中所产生的•误差。如力变形误差、瞬损和间隙适成的误差，温度变形引起的误差，材料的内摩擦所引起的弹性滞后和弹性后效，以及振动和干扰等。（一）力变形为了减小力变形，在设计过程屮要着重提高仪•器结构件的刚度，合理选择支点的位置和材料，适当采用卸

6、荷装置，使重力引起的变形达到最小（二）测最力变形在设计中应尽最减小测最力同时确保测最力在测最过程中的恒定（三）应力变形结构件在加工和装配过程屮形成的内应力的释放所引发的变形同样影响仪器蒂度（四）擁损磨损使零件产生尺寸、形状、位置误差，配合间隙増加，降低仪器的工作精度的稳定性仪器误差分析步骤：1）寻找仪器误差源，找出影响仪器粘度的各项误差2）计算分析各个源误差对仪器稱度的彩响3）精度综合误差独立作用原理：一个源谋差仅使仪器产生一个局部谋差,局部误差是源误差的线性函数，与其他源谋差无关；仪器总误差是局部谋差的综合基座与立柱结构特点：结构尺寸较大，结构比较复杂，要承受外载荷及其变化，受热变形影响较

7、大。设计要求：I）要具有足够的刚度，力变形要小2）稳定性好，内应力变形小3）热变形要小4）良好的抗振性刚度设计：I）有限元分析法：此分析法是一种将数学、力学与计算机技术相结合的对支承件刚度和动特性进行分析的一种方法；2）仿真分析法:对结构形状复杂的支承件，可采用模型仿真，虽然花费些物力和时间，但得出的结果与实际比较接近。结构设计：［）正确选择截面形状与外形结构2）合理地选择和布置加强肋，以增加刚度3）正确的结