《测控仪器设计专题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测控仪器设计专题.docx（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、测控仪器设计专题总复习纲要第一章测控仪器设计概论从计量测试角度可将仪器分为计量测试仪器 、 计算仪器 、 控制仪器 及 控制装置 。（计 - 计 - 控 - 控）计量测试仪器的主要丈量对象是各样物理量，即8 大物理量 ，它分为(1)几何量计量仪器包含各样尺寸检测仪器，如长度、角度、容貌、相互地点、位移、距离丈量仪器、扫描仪、追踪仪等(2)热工量计量仪器包含温度、 湿度、流量丈量仪器， 如各样气压计、 真空计、 多波长测温仪表、流量计等。(3)机械量计量仪器 如各样测力仪、硬度仪、加快度与速度丈量仪，力矩丈量仪、振动丈量仪等。(4)时间频次计量仪器如各样计时仪器与钟表、铯原子钟、时间频次丈量仪等
2、。(5)电磁计量仪器用于丈量各样电量和磁量的仪器，如各样交直流电流表、电压表、功率表、电阻丈量仪、电容丈量仪、静电仪、磁参数丈量仪等。(6)无线电参数丈量仪器如示波器、 信号发生器、 相位丈量仪、 频次发生器、 动向信号剖析仪等。(7)光学与声学参数丈量仪器如光度计、光谱仪、色度计、激光参数丈量仪、光学传达函数丈量仪等。(8) 电离辐射计量仪器如各样放射性、核素计量， X、 射线及中子计量仪器等。测控仪器： 是利用丈量与控制的理论， 采纳机、电、光各样计量测试原理及控制系统与计算机相联合的一种范围宽泛的丈量仪器 。4 测控仪器由哪几部分构成 ?各部分功能是什么 ? （ 8 大构成部分）5 写出
3、以下成组名词术语的观点并分清其差别：分度值与分辨力；示值范围与丈量范围；敏捷度与鉴别力 ( 敏捷阀 ) ；仪器的正确度、示值偏差、重复性偏差；视差、估读偏差、读数偏差。通用计量术语及定义 (1) 丈量仪器 (measuring instrument)丈量仪器又称计量器具，它是指独自地或同协助设施一同用以进行丈量的器具。而丈量是指用以确立量值为目的的一组操作。丈量仪器和丈量器具是有区其余， 丈量仪器是将被丈量变换成指示值或等效信息的一种计量器具，即拥有变换和指示功能。丈量器具是以固定形态复现或供应给定量的一个或多个已知值的器具，如砝码、标准电阻、量块、线纹尺、参照物质等。(12) 敏捷度 (se
4、nsitivity)丈量仪器响应 ( 输出 ) 的变化除以对应的激励( 输入 ) 的变化。若输入激励量为 AX，相应输出是 Y，则敏捷度表示为S=YX仪器的输出量与输入量的关系能够用曲线来表示，称为特征曲线，特征曲线有线性的也有非线性的，非线性特征用线性特征来取代时带来的偏差，称为非线性偏差。特征曲线的斜率即为敏捷度。敏捷度的量纲能够是相同的，也能够是不相同的，如电感传感器的输入量是位移，而输出量是电压，其敏捷度的量纲为V mm；而齿轮传动的百分表其输入量是位移，输出量也是位移，在这样状况下，敏捷度又称为放大比。敏捷度是仪器对被丈量变化的反应能力。(13) 鉴识力 ( 阈)(discrimin
5、ation)使丈量仪器产生未觉察的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应是迟缓而单一地进行。它表示仪器感觉细小量的敏感程度。仪器的鉴识力可能与仪器的内部或外面噪声有关，也可能与摩擦有关或与激励值有关。(14) 分辨力 (resolution)显示装置能有效鉴其余最小示值。关于数字式仪器，分辨力是指仪器显示的最末一位数字间隔代表的被丈量值。对模拟式仪器，分辨力就是分度值。分辨力是与仪器的精度亲密有关的。要提高仪器精度一定有足够的分辨力来保证；反过来仪器的分辨1力一定与仪器精度相适应。不考虑仪器精度而一味地追求高分辨力是不行取的。第二章仪器精度理论对 某 物 理 量 进 行 测 量 ， 所 测 得
6、 的 数 值xi与 其 真 值x0之 间 的 差 称 为 测 量 误 差 。 即(2-1)该偏差的大小反应了测得值关于真值的偏离程度，它拥有以下特色：1) 任何丈量手段不论精度多高，老是有偏差存在。即偏差是客观存在的，永久不会等于零。2) 多次重复丈量某物理量时，各次的测得值其实不完好相等，这是偏差不确立性的反应，只有丈量仪器的分辨力太低时，才会出现相等的状况。3) 偏差是未知的，因为往常被丈量的真值是未知的。为了能正确地表达仪器精度，人们在长久实践中，确立了以下基本观点：(1) 理论真值它是设计时给定的或是用数学、物理公式计算出的给定值。(2) 商定真值关于给定目的拥有适合不确立度并给予特定
7、量的值，有时该值是商定采纳的。比如常数委员会 (CODATA)介绍的阿伏加德罗常数值为(3) 相对真值若标准仪器的偏差比一般仪器的偏差小一个数目级，则标准仪器的测得值可视为真值，称作相对真值，有时也作为商定真值来使用。(三个真值 )1 绝对偏差，被丈量测得值x 与其真值x0( 或相对真值 ) 之差称为绝对偏差。2相对偏差绝对偏差与被丈量真值的比值称为相对偏差。相对偏差无量纲，能够表示为相对偏差有两种表示方法：(1)引用偏差它指绝对偏差的最大值与仪器示值范围的比值。(2)额定相对偏差它指示值绝对偏差与示值的比值。二、精度精度是偏差的反义词，精度的高低是用偏差来权衡的。偏差大则精度低，偏差小则精度
8、高。图 21 仪器精度仪器的精度是一种定性的观点，表征仪器的精度水平应由一些精度指标来表现，2图 5-26 正弦机构图 5-27正切机构图 5-28正弦机构设计简图图 5-29 正切机构设计简图8 有一测杆在轴套孔中运动，测杆和轴套孔的公差分别为轴套长测杆 长 L=50mm，求测杆倾斜带来的偏差。3机械式测微仪的原理如图2-30 所示。1)试剖析仪器的原理偏差。2)论述仪器各个偏差源。3) 用作用线与刹时臂法剖析杠杆短臂偏差和表盘安装偏爱 e 所惹起的局部偏差。图 2-30 1-测杆 2- 扇形齿轮 3- 小齿轮 4- 指针 5- 表盘4自准直仪简化原理图如图2-31 所示，用分划板上的刻尺来
9、丈量反射镜偏转角，分划板上的刻度间隔是均匀的，求原理偏差。图231第三章人们将这条原则称为阿贝原则。 该原则指出，为使量仪能给出正确丈量结果，一定将仪器的读数刻线尺安置在被测尺寸线的延伸线上。 阿贝原则的扩展包含三重意思，即：标尺与被丈量一条线；若做不到，则应使导轨没有角运动；3或应追踪丈量，计算出导轨的偏移加以赔偿。恪守了这三条中的一条，即恪守了阿贝原则。爱彭斯坦光学赔偿方法是一种用构造布局来赔偿阿贝偏差的方法，被应用于高精度测长机的读数系统中。图 3-4 爱彭斯坦光学赔偿方法a) 测长机工作原理图b) 光学赔偿原理1测控仪器的发展趋向能够归纳为哪几个方面，此中高效率、高智能化指的是哪些内容
10、?2归纳测控仪器的设计流程。3测控仪器设计的 6 项基来源则是什么 ?4测控仪器设计的基来源理有哪些?5阿贝偏差产生的实质原由是什么?联合图 3 3 剖析三坐标丈量机丈量某一工件时，哪个坐标方向上的各个平面内均能恪守阿贝原则。6 联合书中图39 剖析为何当滑块绕O点为圆心发生摇动时，测端处于A 的地点能够赔偿阿贝偏差，而处于两个地点均不可以赔偿阿贝偏差7 举例说明减小阿贝偏差的方法。8 1m激光测长机和光电光波比长仪为减小底座变形对丈量精度的影响，在构造布局上采纳了几种举措，这些举措的依照是什么 ?9 丝杠动向丈量仪对环境条件变化产生的丈量偏差进行赔偿的先决条件是什么?10 采纳电子式位移量同
11、步比较原理的仪器能够大大缩短丈量链，试举出几种复合参数丈量仪器来加深理解。11 视觉型刀具预调仪的坐标系基准一致指的是哪两个坐标系的一致?怎样检查因为两个坐标系归一禁止确而带来的偏差?12 为何在高精度的圓分度丈量装置设计中，在度盘的对径方向上安装两个读数头，这一布局能够除去读数偏差中哪些次谐波偏差 ?13 对径方向上安装两个读数头，能否可完好除去轴系晃动、度盘安装偏爱及度盘刻划偏差等对读数精度的影响 ?为何 ?14零位比较丈量方法与利用仪器指示丈量绝对值的方法对比，长处是什么?15综合赔偿的长处是什么 ?试举例证明。16 选择几种传感器，说明其对原始信号的变换功能、感觉方式及变换放大原理。1
12、7 全能工具显微镜的光学敏捷杠杆的杠杆比是怎样确立的?18测控仪器设计中对光栅参数及电子细分倍数是怎样考虑的?19。造型设计的重点包含哪些项 ?第四章从表 41 能够看出实心形状的惯性矩小于同一截面积空心截面形状的惯性矩，而同一截面积状况下空心4截面的刚度大于实心截面，所以能够用减小壁厚加大轮廓尺寸的方法提高支承件的刚度。圆形空心截面能提高抗扭刚度，而长方形空心截面对提高长边方向的抗弯刚度成效十分显然。表 41横截面积相同时不一样断面形状惯性矩的比较 导轨种类好多，按导轨面间摩擦性质可分为(1) 滑动摩擦导轨其两导轨面间直接接触形成滑动摩擦。(2) 转动导轨其动静导轨面间有转动体，形成转动摩擦。(3) 静压导轨其两导轨面间有压力油或压缩空气，由静压力使动导轨浮起形成液体或气体摩擦。(4)弹性摩擦导轨利用资料弹性变形，使运动件做精细细小位移。这种导轨仅有弹性资料内分子间的内摩擦。 要减小爬行， 应使临界速度降低，即应减小动摩擦力与静摩擦力之差F，增加系统阻尼和增添弹性环节刚度。因为气体和液体静压导轨的动、静摩擦系数之差几乎为零，所以该类导轨可以为无爬行。而转动导轨固然其F O，但远比滑动摩擦导轨小，故爬行也较小。其余，当运动部分润滑较好时也可使爬行减小。表 4-4各样导轨的比对
