测控仪器总体设计 总体设让:在进行仪器总体设计之前从总体角度出发, 对仪器设计中的全局问题进行全面设想和规划,要考 虑的主要问题有: 1设计任务分析与创新点的构思; 2测控仪器若干设计原则的考虑; 3测量仪器若干设计原理的讨论; 4测控仪器工作原理的选择和系统设计 5测控系统主要结构参数与技术指标的确定; 6测控仪器造型设计
测控仪器总体设计 • 总体设计：在进行仪器总体设计之前从总体角度出发， 对仪器设计中的全局问题进行全面设想和规划，要考 虑的主要问题有： 1设计任务分析与创新点的构思； 2测控仪器若干设计原则的考虑； 3测量仪器若干设计原理的讨论； 4测控仪器工作原理的选择和系统设计； 5测控系统主要结构参数与技术指标的确定； 6测控仪器造型设计
第一节设计任务分析与创新点的构思 、设计任务分析 了解被测控参数的特点 了解测控对象特点 了解仪器的功能要求 了解仪器使用条件 了解国内外同类产品的类型、原理、技术水平和特点 了解国内外有关方面的加工工艺水平及关键元器件销售 情况 创新点的构思
第一节 设计任务分析与创新点的构思 一、设计任务分析 了解被测控参数的特点 了解测控对象特点 了解仪器的功能要求 了解仪器使用条件 了解国内外同类产品的类型、原理、技术水平和特点 了解国内外有关方面的加工工艺水平及关键元器件销售 情况 二、创新点的构思
第二节测控仪器设计原则 阿贝原则及扩展 为使测量仪能给出正确测量结 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 就是说.被测零件的尺寸线 和仪器中作为读数用的基准线 (刻线基准)应顺序排成一条 直线。因此.遵守阿贝原则的 仪器.应符合右所示的安排 图中仪器的标淮刻线尺与被 测件的直径共线
第二节 测控仪器设计原则 一、阿贝原则及扩展 为使测量仪能给出正确测量结 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， 就是说．被测零件的尺寸线 和仪器中作为读数用的基准线 (刻线基准)应顺序排成一条 直线。因此．遵守阿贝原则的 仪器．应符合右所示的安排。 图中仪器的标淮刻线尺与被 测件的直径共线
阿贝原则的意义 1用游标卡尺测量工件的直径 由活动量爪倾斜所引起测量误差 stan △1=30mm×0.0003=0.009m 2用阿贝比长仪测量线纹尺刻线间隔 △2=d-d=d(1-cos)≈d2/2 △2=20mm×(0.00032/2=9×10-7mm
阿贝原则的意义 1.用游标卡尺测量工件的直径 由活动量爪倾斜所引起测量误差 2.用阿贝比长仪测量线纹尺刻线间隔 1 = stan 1 = 30mm0.0003 = 0.009mm (1 cos ) / 2 ' 2 2 = d − d = d − d mm mm 2 7 2 20 (0.0003) / 2 9 10− = =
阿贝误差产生的原因:作直线运动的运动件(工作台或 滑块)在运动过程中产生角运动造成的 阿贝误差补偿方法:动态跟踪、定点补偿 (一) Eppenstein光学补偿方法 是一种通过结构布局随机补偿阿贝误差的方法 (二)激光两坐标测量仪中监测导轨转角与平移的光电 补偿方法:利用测得值校正导轨的运动方向(转角 平移) 以激光两坐标测量仪为例
阿贝误差产生的原因：作直线运动的运动件（工作台或 滑块）在运动过程中产生角运动造成的。 阿贝误差补偿方法：动态跟踪、定点补偿 （一）Eppenstein光学补偿方法 是一种通过结构布局随机补偿阿贝误差的方法 （二）激光两坐标测量仪中监测导轨转角与平移的光电 补偿方法：利用测得值校正导轨的运动方向（转角、 平移 ） 以激光两坐标测量仪为例
(三)以动态准直仪来检测导轨摆角误差的电学补偿方 法:利用测得偏差值直接修正测量结果 T仪输出 计数器 变教电路 计算钆 270 本本 低通波器 「,进位 28进 计数墨 订数器 10.A换器 自准九仪输出 比较线路
（三）以动态准直仪来检测导轨摆角误差的电学补偿方 法：利用测得偏差值直接修正测量结果
(四)平直度测量过程中的阿贝误差补偿 一 10 13
（四）平直度测量过程中的阿贝误差补偿
(五)遵守阿贝原则的传动部件设计
(五)遵守阿贝原则的传动部件设计
变形最小原则及减小变形影响的措施 变形最小原则指的是:尽量进免在仪器工作过程中,因 受力变化或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.并使之对仪器精度的影响最小 (一)减小力变形影响的技术措施 以激光测长仪机底座变形的结构布局补偿法和光电光波 比长仪的结构布局说明减小力变形的方法 (二)减小热变形影响的技术措施 1恒温条件 2材料选择 3温度补偿方法 4实时补偿法
二、变形最小原则及减小变形影响的措施 变形最小原则指的是：尽量进免在仪器工作过程中，因 受力变化或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．并使之对仪器精度的影响最小。 （一）减小力变形影响的技术措施 以激光测长仪机底座变形的结构布局补偿法和光电光波 比长仪的结构布局说明减小力变形的方法 （二）减小热变形影响的技术措施 1.恒温条件 2.材料选择 3.温度补偿方法 4.实时补偿法
