測控儀器設(shè)計復(fù)習(xí)題.docx

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1、第二章?誤差特性:客觀存在性、不確定性、未知性。?分類:按誤差的數(shù)學(xué)特征?:隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差;?按被測參數(shù)的時間特性?:靜態(tài)參數(shù)誤差、動態(tài)參數(shù)誤差;??按誤差間的關(guān)系?:獨立誤差:相關(guān)系數(shù)為“零”、非獨立誤差:相關(guān)系數(shù)非“零”。?來源:設(shè)計、生產(chǎn)、使用,生產(chǎn)中誤差有原理誤差、制造誤差、運行誤差。?原理誤差:近似數(shù)據(jù)處理方法、機械結(jié)構(gòu)、測量與控制電路?(1)采用近似的理論和原理進行設(shè)計是為了簡化設(shè)計、簡化制造工藝、簡化算法和降低成本?。??(2)原理誤差屬于系統(tǒng)誤差,使儀器的準(zhǔn)確度下降,應(yīng)該

2、設(shè)法減小或消除。?(3)減小的方法:???采用更為精確的、符合實際的理論和公式進行設(shè)計和參數(shù)計算?。???研究原理誤差的規(guī)律,采取技術(shù)措施避免原理誤差。???采用誤差補償措施?。??制造誤差:產(chǎn)生于制造、支配以及調(diào)整中的不完善所引起的誤差。?主要由儀器的零件、元件、部件和其他各個環(huán)節(jié)在尺寸、形狀、相互位置以及其他參量等方面的制造及裝調(diào)的不完善所引起的誤差。?運行誤差:儀器在使用過程中所產(chǎn)生的誤差。如力變形誤差、磨損和間隙造成的誤差,溫度變形引起的誤差,材料的內(nèi)摩擦所引起的彈性滯后和彈性后效,以及振動和

3、干擾等?。?儀器誤差分析???目的:正確地選擇儀器設(shè)計方案;?合理地確定結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù);?為設(shè)置誤差補償環(huán)節(jié)提供依據(jù)。?任務(wù):尋找影響儀器精度的誤差根源及其規(guī)律;?計算誤差及其對儀器總精度的影響程度;?過程:?尋找儀器源誤差?:?分析計算局部誤差??是各個源誤差對儀器精度的影響,這種影響可以用誤差影響系數(shù)與該源誤差的乘積來表示;精度綜合??????????根據(jù)各個源誤差對儀器精度影響估計儀器的總誤差,并判斷儀器總誤差是否滿足精度設(shè)計所要求的數(shù)值。如果滿足,則表明精度設(shè)計成功;否則,對精度分配方案進行適

4、當(dāng)調(diào)整或改變設(shè)計方案或結(jié)構(gòu)后,重新進行精度綜合。??誤差獨立作用原理:?除儀器輸入以外,另有影響儀器輸出的因素?,假設(shè)某一因素的變動(源誤差)使儀器產(chǎn)生一個附加輸出,稱為局部誤差。??????影響系數(shù)是儀器結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)的函數(shù);一個源誤差只產(chǎn)生一個局部誤差,而與其它源誤差無關(guān);儀器總誤差是局部誤差的綜合。??分析方法:微分法、幾何法、作用線與瞬時臂法、數(shù)學(xué)逼近法、控制系統(tǒng)的誤差分析法。其它方法:逐步投影法、矢量代數(shù)法、球面三角法?幾何法的優(yōu)點是簡單、直觀,適合于求解機構(gòu)中未能列入作用方程的源誤差所引起

5、的局部誤差,但在應(yīng)用于分析復(fù)雜機構(gòu)運行誤差時較為困難???????基于機構(gòu)傳遞位移的機理來研究源誤差在機構(gòu)傳遞位移的過程中如何傳遞到輸出。因此,作用線與瞬時臂法首先要研究的是機構(gòu)傳遞位移的規(guī)律。第三章測控儀器總體設(shè)計,是指在進行儀器具體設(shè)計以前,從儀器自身的功能、技術(shù)指標(biāo)、檢測與控制系統(tǒng)框架及儀器應(yīng)用的環(huán)境和條件等總體角度出發(fā),對儀器設(shè)計中的全局問題進行全面的設(shè)想和規(guī)劃。?要考慮的主要問題有:?1.設(shè)計任務(wù)分析?2.創(chuàng)新性構(gòu)思??3.測控儀器若干設(shè)計原則的考慮?4.測控儀器若干設(shè)計原理的斟酌?5.測控

6、儀器工作原理的選擇和系統(tǒng)設(shè)計?6.測控系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)的確定?7.儀器總體的造型規(guī)劃???????儀器總體設(shè)計的最終評估,是以其所能達到的經(jīng)濟指標(biāo)與技術(shù)指標(biāo)來衡量,精度與可靠性指標(biāo)是測控儀器設(shè)計的核心問題。??設(shè)計任務(wù)分析??了解被測控參數(shù)的特點????1)了解精度、數(shù)值范圍(一維、二維、量值范圍)、量值性質(zhì)(單值、多值)、測量狀態(tài)(動態(tài)、靜態(tài))等要求;?2)?按國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的定義確定儀器工作原理?了解測控參數(shù)載體的特點??????機械與光學(xué)載體居多。要考慮載體的大小、形狀、材料、重量、狀態(tài)

7、等??了解儀器的功能要求??是靜態(tài)還是動態(tài)、開環(huán)還是閉環(huán)、一維還是多維、單一參數(shù)還是復(fù)合參數(shù)、檢測效率、測量范圍、承載能力、操作方式、?????顯示方式、自動診斷、自動保護等。??了解儀器的使用條件??室內(nèi)還是室外、在線還是脫機、間斷還是連續(xù)、環(huán)境狀況。??了解國內(nèi)外同類產(chǎn)品的原理和技術(shù)水平??了解國內(nèi)加工工藝水平及關(guān)鍵元器件的銷售情況?六項設(shè)計原則:阿貝(Abbe)原則及其擴展???變形最小原則及減小變形影響的措施????測量鏈最短原則?坐標(biāo)系統(tǒng)一原則??????????精度匹配原則????????

8、???????經(jīng)濟原則?阿貝原則???定義:為使量儀能給出正確的測量結(jié)果,必須將儀器的讀數(shù)刻線尺安放在被測尺寸線的延長線上?;蛘哒f,被測零件的尺寸線和儀器的基準(zhǔn)線(刻線尺)應(yīng)順序排成一條直線。??但在實際的設(shè)計工作中,有些情況不能保證阿貝原則的實施,其原因有二:?1)遵守阿貝原則一般造成儀器外廓尺寸過大,特別是對線值測量范圍大的儀器,情況更為嚴(yán)重。?2)多自由度測量儀器,如圖3-3所示的三坐標(biāo)測量機,或其它有線值測量系統(tǒng)的儀器。很難作到使各個坐標(biāo)方向或一

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