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1、精 密 仪 器 设 计Design of Precision Instrument本章内容：本章内容： 3 3.1 .1 精度基本概念精度基本概念 3 3.2 .2 仪器误差来源与分析仪器误差来源与分析 3 3.3 .3 仪器误差计算仪器误差计算 3 3.4 .4 精度设计与误差分配精度设计与误差分配 3 3.1 .1 精度理论基本概念精度理论基本概念一、误差（Error）误差定义及分类这里重点介绍仪器设计中误差理论常用概念与表 示方法。！1.绝对误差:测得值与被测量真值之差特点 有大小、方向和量纲； 不反映精细程度。2.相对误差3. 极限误差（精确度）：误差的极限范围特点 有大小、方向、无量
2、纲； 反映精细程度。特点 有大小、量纲和范围； 反映精确度。二、仪器精度精度（Accuracy）与误差概念相反；精度高、低用误差来衡量。误差大，精度低；误差小，精度高精度 准确度系统误差大小的反映； 精密度随机误差大小的反映； 精确度系统随机 的综合；1.复现精度（再现精度）用与标准量（真值或约定值）的偏差来表示的绝对精度，反映仪 器精确度。不同方法、不同地点、不同时间、不同仪器2.重复精度同一测量方法和测试条件下，相隔不太长时间，多次测量的结 果，反映仪器精密度。复现精度 1/31/10 被测精度 1/31/10应根据使用场合来确定。由于影响精度因素较多，要对使用 场合中使用条件，如环境、测
3、试人员等进行研究以确定具体的 精度。 灵敏度、分辨率1/31/5 仪器精度2.实验结果3.现有的技术水平、条件与实践经验对有些仪器在精度设计前，最好进行模拟实验；根据模拟实验结果 ，来确定仪器的精度。二、仪器精度分配1. 精度分配依据 仪器的精度指标和总技术条件； 仪器工作原理光机电系统图、装配图，找出各部分误差源总数及可能采取的补偿措施； 工厂生产条件（加工、生产、检测）、技术水平、产品使用条件； 国家、部门、行业有关公差标准； 经济性2. 精度分配方法仪器总误差系统误差随机误差1）系统误差特点影响较大、数目较少、多为已知算出原理系统误差，根据工艺水平给出原理误差的公差值，再算出局部系统误差
4、，便可合成总的系统误差。对系统误差评价（a）总系统误差 仪器允许误差不合理，重新设计；（b）总系统误差 1/3 仪器误差；（c）补偿措施消除或减少系统误差；2）随机误差特点数目较多、未知，多采用均方根方法综合随机总误差仪器总误差s 系统总误差e 等作用原则各零部件误差相等地作用于总误差 不等作用原则随机误差分配方法3. 公差调整等作用原则，没有考虑各零部件的实际情况不精确，应通过公差 调整达到合理。公差评定等级 经济公差极限在通用设备上，采用最经济加工方法所达到的精度； 生产公差极限在通用设备上，采用特殊工艺装备，不考虑效率因素进行加工所能达到的精度； 技术公差极限在特殊设备上以及良好的条件下所达到的精度。公差调整方法先系统，误差大，易调整；后随机公差调整目标（a）多数在经济公差极限内；少数在生产公差极限内；极个别在技术公差极限内；（b）系统误差公差等价比随机误差高；补偿措施少而经济效果显著。 4. 误差补偿1）误差值补偿法直接减小误差源 分级补偿将补偿的部分分成若干级分别补偿，如加调整垫 连续补偿如导轨镶条，可用以连续调整间隙； 自动补偿如误差校正板。2）误差传递系数补偿法 选择最佳工作区如正弦、正切机构采用小角度； 改变误差传递系数改变螺距P，可调整误差传递系数； 综合补偿利用光、机、电等技术手段抵消某些误差。
