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精密仪器设计_百度文库
时间:2023-07-27 23:25 点击次数:162

  1精度:一般仪器的测量误差取被测件公差的1/3,有时取被测件公差的1/5或1/10。

  仪器设计精度:中等(直线~10);高精度(直线~1);超高精度(直线.1)

  根据上面两个简图,得到,第一个在绕x轴转动会使显微镜产生离焦但不产生测量误差,纯绕y轴转动会使两显微镜在x方向移动量相同,也不产生测量误差。绕z轴转动,若转角为φ产生误差为a·tanφ≈a·φ

  第二个图绕x轴不产生误差,绕z轴转动产生的误差c·(1-cosφ)≈0.5c·φ2

  2寿命:在设计中应注意提高寿命的方法。如结构中尽量减少磨损件,用分子内摩擦元件代替外摩擦元件;选用适当的材料及热处理、化学处理方法;规定合理地使用操作规程、维护保养方法、包装搬运要求与使用环境条件等。

  a.误差平均原理。如采用多次重复测量,取平均误差,以提高测量精度。又如采用密珠滚珠导轨、静压导轨均化误差等。

  由此得到,遵守阿贝原则可以消除一阶误差,提高了仪器的精度,但使仪器的结构增大,由于结构限制,在设计时要严格遵守阿贝原则往往困难,设计者可以考虑减小或消除误差影响的措施。

  1、爱彭斯坦原则(Epstein):利用各种机构,使可能产生的误差相互抵消或削弱,或者故意引进新的误差,以减小某些误差的影响。

  6、制造样机、样机鉴定:样机鉴定,编写设计说明书,使用说明书,检定规程。根据试制和试验总结,修正设计,最后设计定型,并进行技术经济评价及市场情况分析。

  总体设计首先进行文献资料调研,掌握该领域的技术水平,要经过设计任务分析,确定主要参数及技术指标,方案设计,总体布局的设计,精度分配,零部件设计,文件的编制,试制及投产等阶段。在总体设计之后,应形成:1设计任务书(或称技术任务书);2光学、电器、气动、液压等原理图,机械运动简图;3总装配图、部件装配图、明细表;4总体设计报告包括分析比较、设计原理、总体布局、精度分析等;5经济成本评价。

  瞄准部件的主要要求是指零准确,一般不作读数用,故不要求确定的灵敏度。瞄准显微镜虽然具有对被测量原始信号的感受转换和放大作用,但由于它在这里主要对被测量起瞄准作用,所以把这类部件统称为瞄准部件。

  在具体测量中,读数部分和瞄准部分优势可以互换而不是绝对的,如测微仪主要用于读数,但亦可作为瞄准部件。

  b.位移量同步比较原理即采用不同方法对同一量位移同步运动的方法进行比较的原理。

  c.误差补偿原理:通过校正补偿环节,使仪器中的系统误差减小或消除,从而提高仪器中的精度。

  2、阿贝原则:将仪器的读书刻线尺,安排在被测尺寸线的延长线上,即被测量与仪器作读数用的基准线应顺次排成一条直线、运动学设计原理:空间体具有6个自由度,根据物体要求运动的形式,即要求的自由度数,确定施加的约束数。

  基准部件是仪器的重要组成部分,是决定仪器精度的主要环节。基准器的形式很多,如量块、精密测量丝杆、线纹尺和度盘、多面棱体,多面分度盘、光栅盘(尺)、磁栅尺(盘),感应同步器及光波等。对复杂参数,还有渐开线样板、表面粗糙度样板一级标准的圆运动、渐开线运动和齿轮啮合运动等标准件和标准运动。此外还有标准硬度块、标准频率计、标准是结案、标准照度、流量标准、色度标准、激光参数标准、温度标准、标准测力计、称重标准等。

  包括驱动测头移动或驱动工作台实现测量运动,将测量误差量用驱动控制系统实现误差补偿等。

  主要有基座和支架、导轨与工作台、轴系以及其他部件,如微调和锁紧、限位和保护等。

  感受转换部件的作用是感受被测量,拾取原始信号。接触式感受部件一般指各种机械式测头;非接触式有分为几种:如气动非接触测头、CCD、光学探头、红外线、涡流测头、拾音器等。

  在测量某些参数时,感受转换部件的作用显得特别重要,其精度直接影响整个测量系统精度。例如小孔表面粗糙度测量,其主要问题是如何感受小孔的表面不平度。再如检查表面缺陷,由于原始信号的规律不易掌握,所以首先也是遇到拾取原始信号上的困难。如果原始信号无法拾取,当然谈不上对信号的进一步处理。

  转换放大部件的作用是将感受转换来的微小信号,通过各种原理(如光、机、电、气)进行进一步的转换和放大,成为可使观察者直接接收的信息,提供显示或进一步加工处理的信号。在绝对测量的条件下,对于感受基准量的部分来说,其中的转换放大部件或是一套测微读数装置或是对摩尔条纹或光波干涉条纹等的细分装置及相应的电路。

  3、布莱恩原则:位移测量系统工作点的路程迎合被测位移作用点的路程位于同一条直线上;不可能时,必须使传送位移的导轨没有角运动;或者必须算出角运动产生的位移,然后用补偿机构给予补偿。

  4、总体方案设计:在明确设计任务和深入调查后,就可以进行总体方案的构思和设计。

  总体设计是仪器设计的关键一步。在分析时,要画出示意草图,画出关键部件的结构草图,进行初步的精度试算和精度分配,进行方案论证和必要的模拟试验,以考查所拟的方案是否可行,,确定最佳方案后,才可进行下一步具体技术分析。

  5、技术设计。包括:总体结构设计;部件设计;零件;精度计算;技术经济评价;编写包括分析和计算的设计说明书,这一部分包括机、光、电各部分的结构设计。

  总体方案的制定是在设计任务分析、确定主要参数及技术指标的基础上进行的。它包括:工作原理、方案比较、系统简图(或运动简图)的绘制、总体布局、总体京都分配、总装配图的绘制、造型与装饰设计、总体报告的编写等。

  1阿贝原则:要使量仪给出准确的测量结果,必须将被测件布置在基准元件布置在沿运动方向的延长线上。

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