测控仪器设计(第三次课)素材ppt课件.ppt

《测控仪器设计(第三次课)素材ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章仪器精度理论意义：精度分析和精度设计是仪器设计的重要内涵第一节仪器精度理论中的若干基本概念第二节仪器误差的来源与性质第三节仪器误差的分析第四节仪器误差的综合第五节仪器误差的分析合成举例第六节仪器精度设计（三）机械结构凸轮为了减小磨损，常需将动杆的端头设计成半径为r的圆球头，将引起误差：（二）近似数据处理方法模/数转换过程中的量化误差输出4Q2Q6Q2Q4Q6Q输入o输入误差Qo若模/数转换有效位为n，输入模拟量的变化范围为V0，通常用二进制最小单位（量子）去度量一个实际的模拟量，当时，模/数转换结果为由此产生量化误差，不会超过一

2、个。图2—7量化误差a)量化过程b)量化误差图2—8凸轮机构原理误差sΦa摆杆测杆正弦机构测杆位移与摆杆转角的关系是非线性的，但将其视为线性关系时就引起了原理误差：（四）测量与控制电路a)d)b)e)f)c)g)i)h)采样用一系列时间离散序列来描述连续的模拟信号。当脉冲采样频率并且采样脉冲为理想脉冲时，采样信号能够正确反映连续信号，因为采样信号频谱的主瓣与连续信号频谱一致。采样脉冲有一定宽度时，采样信号不能够正确反映连续信号，因为采样信号频谱的主瓣与连续信号频谱不一致，有失真，进而引起误差。（五）总结（1）采用近似的理论和原理进行设

3、计是为了简化设计、简化制造工艺、简化算法和降低成本。（2）原理误差属于系统误差，使仪器的准确度下降，应该设法减小或消除。（3）方法：采用更为精确的、符合实际的理论和公式进行设计和参数计算。研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。采用误差补偿措施。二、制造误差产生于制造、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。差动电感测微仪中差动线圈绕制松紧程度不同，引起零位漂移和正、反向特性不一致。测杆铁芯线圈衔铁工件由于滚动体的形状

4、误差使滚动轴系在回转过程中产生径向和轴向的回转运动误差。测杆与导套的配合间隙使测杆倾斜，引起测杆顶部的位置误差。测杆导套三、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）力变形误差由于仪器的测量装置(测量头架等)在测量过程中的移动，使仪器结构件(基座和支架等)的受力大小和受力点的位置发生变化，从而引起仪器结构件的变形。摇臂式坐标测量设横臂a×b＝50×200mm为的等截面梁，选用铝合金材料，长度l＝3000mm，l1＝400

5、mm，测头部件的自重W＝200N。图2—10悬臂式坐标测量机原理图1—立柱2—平衡块3—读数基尺4—横臂5—测头部件6—z向测量轴产生误差的原因当测头部件位于横臂最外端A处和最里端B处时，由于测头部件的集中负荷在横臂上的作用点发生变化引起立柱和横臂的受力状态发生变化，引起横臂上A、B两点处的挠曲变形和截面转角变化，从而引起测量误差。测头部件集中负荷横臂自重均匀负荷立柱所受转矩当测头部件在最外端A处时当测头部件在最内端B处时lWqMA图2—11悬臂式坐标测量机受力变形测头部件从B点移到A点时，在测量方向Z向上引起的测量误差为s＝1000

6、mm时，阿贝误差为（二）测量力测量力作用下的接触变形和测杆变形也会对测量精度产生影响，引起运行误差。灵敏杠杆如图2-12设灵敏杠杆长为70mm，直径为约8mm，测球直径为4mm，测杆和被测零件材料同为钢，在测量力F=0.2N的作用下，将引起测球与被测平面之间的接触变形约为0.1m。同时在此测量力的作用下，测杆的弯曲变形为约为0.54m，这两项误差对万工显瞄准精度产生直接的影响。F图2—12测量力引起的测杆变形（三）应力变形结构件在加工和装配过程中形成的内应力释放所引发的变形同样影响仪器精度。零件虽然经过时效处理，内应力仍可能不平

7、衡，金属的晶格处于不稳定状态。例如未充分消除应力的铸件毛坯，经切削加工后，由于除去了不同应力的表层，破坏了材料内部的应力平衡，经过一段时间会使零件产生变形，在运行时产生误差。（四）磨损磨损使零件产生尺寸、形状、位置误差，配合间隙增加，降低仪器的工作精度的稳定性。磨损与摩擦密切相关。由于零件加工表面存在着微观不平度，在运行开始时，配合面仅有少数顶峰接触，因而使局部单位面积的比压增大，顶峰很快被磨平，从而迅速扩大了接触面积，磨损的速度随之减慢。0tt1t2ffh图2—13实际的磨损过程（五）间隙与空程配合零件之间存在间隙，造成空程，影

8、响精度。在滑动轴系中，轴与套之间的间隙制约着轴系的回转精度的提高；在开环伺服定位系统中，通常以蜗轮蜗杆或精密丝杠驱动工作台作直线位移或回转运动，蜗轮与蜗杆之间的齿侧间隙或丝杠与螺母之间的配合间隙直接引起工作台的定位误差。