《测控仪器设计（第2版）》课后习题答案浦昭邦王宝光主编 - 图文(2)

产生于制造、支配以及调整中的不完善所引起的误差。 主要由仪器的零件、元件、部件和其他各个环节在尺寸、形状、相互位置以及其他参量等方面的制造及装调的不完善所引起的误差。 运行误差

仪器在使用过程中所产生的误差。如力变形误差、磨损和间隙造成的误差，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）力变形误差 （二）测量力 （三）应力变形（四）磨损 （五）间隙与空程 （六）温度（七）振动与干扰（八）干扰与环境波动引起的误差

3.1.测控仪器的发展趋势可以概括为那几个方面，其中高效率，高智能化的是指那些内容？ 高精度与高可靠性、高效率、智能化、多样化与多维化 （1）高精度与高可靠性随着科学技术的发展，对测控仪器的精度提出更高的要求，如几何量nm精度测量，力学量的mg精度测量等。同时对仪器的可靠性要求也日益增高，尤其是航空、航天用的测控仪器，其可靠性尤为重要。 （2）高效率 大批量产品生产节奏，要求测量仪器具有高效率，因此非接触测量、在线检测、自适应控制、模糊控制、操作与控制的自动化、多点检测、机光电算一体化是必然的趋势。（3）高智能化 在信息拾取与转换、信息测量、判断和处理及控制方面大量采用微处理器和微计算机，显示与控制系统向三维形象化发展，操作向自动化发展，并且具有多种人工智能从学习机向人工智能机发展是必然的趋势。（4）多维化、多功能化（5）开发新原理 （6）动态测量 3.2. 归纳测控仪器的设计流程 测控仪器总体设计，是指在进行仪器具体设计以前，从仪器自身的功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面的设想和规划。

要考虑的主要问题有： 1.设计任务分析

2.创新性构思 （所能达到的新功能，所实现的新方法，所反映出的新技术，新理论等） 3.测控仪器若干设计原则的考虑 4.测控仪器若干设计原理的斟酌

5.测控仪器工作原理的选择和系统设计 6.测控系统主要结构参数与技术指标的确定 7.仪器总体的造型规划 3.3．测量仪器设计的六项基本原则是什么？ 共有六项设计原则：

一、阿贝(Abbe)原则及其扩展

阿贝原则定义：为使量仪能给出正确的测量结果,必须将仪器的读数刻线尺安放在被测尺寸线的延长线上。或者说，被测零件的尺寸线和仪器的基准线（刻线尺）应顺序排成一条直线。 二、变形最小原则及减小变形影响的措施 变形最小原则定义：应尽量避免在仪器工作过程中，因受力变化或因受温度变化而引起的仪器结构变形或仪器状态和参数的变化。 三、测量链最短原则

测量链定义：仪器中直接感受标准量和被测量的有关元件，如被测件、标准件、感受元件、定位元件等均属于测量链。 在精密测量仪器中，根据各环节对仪器精度影响程度的不同，可将仪器中的结构环节区分为测量链、放大指示链和辅助链三类。

测量链的误差对仪器精度的影响最大，一般都是1:1影响测量结果。因此，对测量链各环节

的精度要求应最高。

因此测量链最短原则显然指一台仪器中测量链环节的构件数目应最少，即测量链应最短。因此，测量链最短原则作为一条设计原则要求设计者予以遵守。 四、坐标系统一原则

在设计零件时，应该使零件的设计基面、工艺基面和测量基面一致起来，符合这个原则，才能使工艺上或测量上能够较经济地获得规定的精度要求而避免附加的误差。 五、精度匹配原则

在对仪器进行精度分析的基础上，根据仪器中各部分各环节对仪器精度影响程度的不同，分别对各部分各环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，这就是精度匹配原则。 六、经济原则 经济原则

经济原则是一切工作都要遵守的一条基本而重要的原则。

1）工艺性。2）合理的精度要求。3）合理选材。4）合理的调整环节。5）提高仪器寿命。 3.4.测量仪器设计的基本原理有哪些？ 一、平均读数原理

在计量学中，利用多次读数取其平均值，能够提高读数精度，即称之为平均读数原理。 二、比较测量原理 差动比较测量原理

一）位移量同步比较测量原理

位移量同步比较原理主要应用于复合参数的测量：渐开线齿形误差，齿轮切向综合误差，螺旋线误差，凸轮型面误差的测量 ▼特点：这类复合参数一般都是由线位移和角位移，或角位移和角位移以一定关系作相互运动而成。它们的测量过程，实际上是相应的位移量之间的同步比较过程，故在设计这类参数的测量仪器中，形成了一种位移量同步比较的测量原理。这一原理的特点是符合按被测参数定义进行测量的基本原则。 二）差动比较测量原理 1．电学量差动比较测量

电学量差动比较测量可以大大减小共模信号的影响，从而可以提高测量精度和灵敏度，并可以改善仪器的线性度。 2．光学量差动比较测量 三）零位比较测量原理 三、补偿原理

补偿原理是仪器设计中一条内容广泛而意义重大的设计原理。如果在设计中，采用包括补偿、调整、校正环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。补偿原理的核心包括： 1．补偿环节的选择

为了取得比较明显的补偿效果，补偿环节应选择在仪器结构、工艺、精度上的薄弱环节，对环境条件及外界干扰敏感的环节上。 2．补偿方法的确定

有光电方法、软件方法、电学方法、标准器比较的方法等。 3．补偿要求的分析

根据不同的补偿对象，有不同的补偿要求：

例如，对于导轨直线度偏差的补偿，必须要对整个行程范围进行连续逐点的补偿；而对仪器示值的校正，一般可要求校正几个特征点，如首尾两点，或中间选几点，达到选定的

特征点保证仪器示值精确即可。

4．综合补偿（最佳调整原理）的实施

优点：综合补偿方法具有简单、易行、补偿效果好的特点。 涵义：该方法不必研究仪器产生的误差来自哪个或哪些环节，但通过对某个环节的调整后，便起到了综合补偿的效果。

3.5.阿贝误差产生的本质原因是什么？分析三坐标测量机测量某一工件时，哪个坐标方向上的各个平面内均能遵守阿贝原理 阿贝原则定义：为使量仪能给出正确的测量结果,必须将仪器的读数刻线尺安放在被测尺寸线的延长线上。或者说，被测零件的尺寸线和仪器的基准线（刻线尺）应顺序排成一条直线。

导轨间隙造成运动中的摆角由于标准刻线尺与被测件的直径不共线而带来测量误差

导轨间隙造成运动中的摆角由于标准刻线尺与被测件的直径共线误差微小到可以忽略不计 图3-3所示的三坐标测量机，或其它有线值测量系统的仪器。很难作到使各个坐标方向或一个坐标方向上的各个平面内均能遵守阿贝原则。

如图3-3所示的三坐标测量机，其测量点的轨迹是测头1的行程所构成的尺寸线，而仪器读数线分别在图示的X、Y与Z直线位置处，显然，在图示情况下测量时，X与Y坐标方向均不遵守阿贝原则。

其中图3-3 a)为XZ平面，测头1在该平面内的行程所构成的尺寸线与Z方向读数线共线，但与X方向读数线相距为L，在该平面内不符合阿贝原则。

其中图3-3 b)为YZ平面，测头1在该平面内的行程所构成的尺寸线与Z方向读数线共线，但与Y方向读数线相距为L，在该平面内不符合阿贝原则。

3.6．举例说明减小阿贝误差的方法 爱彭斯坦（ …… 此处隐藏：2715字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……