1、測控儀器則是利用測量和控制的理論，采用機、電、光各種計量測試原理及控制系統(tǒng)與計算機相結(jié)合的一種范圍廣泛的測量儀器。測控儀器的分類：1. 幾何量計量儀器2. 熱工量計量儀器3. 機械量計量儀器4. 時間頻率計量儀器5. 電磁量計量儀器6. 無線電參數(shù)測量儀器 7. 光學與聲學量測量儀器8. 電離輻射計量儀器按功能將儀器分成以下幾個組成部分：1 基準部件2 傳感器與感受轉(zhuǎn)換部件3 放大部件4 瞄準部件5 信息處理與運算裝置6 顯示部件7 驅(qū)動控制器部件8 機械結(jié)構(gòu)部件發(fā)展趨勢：高精度與高可靠性、高效率、智能化、多樣化與多維化?，F(xiàn)代設計方法的特點： （1）程式性 （2）創(chuàng)造性 （3）系統(tǒng)性（4）優(yōu)化

2、性（5）計算機輔助設計設計要求： （1）精度要求（2）檢測效率要求（3）可靠性要求（4）經(jīng)濟性要求（5）使用條件要求（6）造型要求設計程序： （1）確定設計任務（2）設計任務分析，制定設計任務書（3）調(diào)查研究，詳細占有資料（4）總體方案設計（5）技術(shù)設計（6）制造樣機（7）產(chǎn)品鑒定或驗收（8）設計定型后進行小批量生產(chǎn)誤差的分類：按誤差的數(shù)學性質(zhì)分1） 隨機誤差是由大量的獨立微小因素的綜合影響所造成的，其數(shù)值的大小和方向沒有一定的規(guī)律，但就其總體而言，服從統(tǒng)計規(guī)律，大多數(shù)隨機誤差服從正態(tài)分布。2）系統(tǒng)誤差由一些穩(wěn)定的誤差因素的影響所造成，其數(shù)值的大小的方向在測量過程中恒定不變或按一定的規(guī)律變化。

3、3） 粗大誤差粗大誤差指超出規(guī)定條件所產(chǎn)生的誤差，一般是由于疏忽或錯誤所引起，在測量值中一旦出現(xiàn)這種誤差，應予以剔除。按被測參數(shù)的時間特性分1）靜態(tài)參數(shù)誤差不隨時間而變化或隨時間而緩慢變化的被測參數(shù)稱為靜態(tài)參數(shù)，測定靜態(tài)參數(shù)所產(chǎn)生的誤差2）動態(tài)參數(shù)誤差隨時間而變化或時間的函數(shù)的被測參數(shù)稱為動態(tài)參數(shù)，測定動態(tài)參數(shù)所產(chǎn)生的誤差按誤差間的關(guān)系分1）獨立誤差彼此相互獨立，互不相關(guān)，互不影響的誤差2）非獨立誤差（或相關(guān)誤差）一種誤差的出現(xiàn)與其他的誤差相關(guān)聯(lián)，這種彼此相關(guān)的誤差絕對誤差：被測量測得值x 與其真值（或相對真值） xo 之差 =x-xo特點：有量綱、能反映出誤差的大小和方向。相對誤差：絕對誤差

4、與被測量真值的比值S =A/xo特點：無量綱測量誤差：對某物理量進行測量，所測得的數(shù)值 xi與其真值xo之間的差 i=xi-xo i=1,2,3，n正確度系統(tǒng)誤差大小的反應，表征測量結(jié)果穩(wěn)定地接近真值的程度精密度隨機誤差大小的反應，表征測量結(jié)果的一致性或誤差的分散性準確度系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩者的綜合反應，表征測量結(jié)果與真值之間的一致程度原理誤差儀器設計中采用了近似的理論、近似的數(shù)學模型、近似的機構(gòu)和近似的測量控制電路所引起的誤差。它只與儀器的設計有關(guān)，而與制造和使用無關(guān)。減小或消除原理誤差影響的方法：1 ）采用更為精確的、符合實際的理論和公式進行設計和參數(shù)計算。2）研究原理誤差的規(guī)律，采取技術(shù)

5、措施避免原理誤差。3）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。減小或制造原理誤差影響的方法：制造過程中1 ）提高加工精度2）裝配精度設計過程中1 ）合理地分配誤差和確定制造公差2）正確應用儀器設計原理和設計原則3）合理地確定儀器的結(jié)構(gòu)參數(shù)4）合理的結(jié)構(gòu)工藝性 5）設置適當?shù)恼{(diào)整好補償環(huán)節(jié)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，以及振動和干擾等。（一）力變

6、形為了減小力變形，在設計過程中要著重提高儀器結(jié)構(gòu)件的剛度，合理選擇支點的位置和材料，適當采用卸荷裝置，使重力引起的變形達到最小（二）測量力變形在設計中應盡量減小測量力同時確保測量力在測量過程中的恒定（三）應力變形結(jié)構(gòu)件在加工和裝配過程中形成的內(nèi)應力的釋放所引發(fā)的變形同樣影響儀器精度（四）磨損磨損使零件產(chǎn)生尺寸、形狀、位置誤差，配合間隙增加，降低儀器的工作精度的穩(wěn)定性儀器誤差分析步驟：1 ）尋找儀器誤差源，找出影響儀器精度的各項誤差2）計算分析各個源誤差對儀器精度的影響3）精度綜合誤差獨立作用原理：一個源誤差僅使儀器產(chǎn)生一個局部誤差，局部誤差是源誤差的線性函數(shù)，與其他源誤差無關(guān)；儀器總誤差是局部

7、誤差的綜合基座與立柱結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復雜，要承受外載荷及其變化，受熱變形影響較大。設計要求：1 ）要具有足夠的剛度，力變形要小2）穩(wěn)定性好，內(nèi)應力變形小3）熱變形要小4）良好的抗振性剛度設計：1）有限元分析法：此分析法是一種將數(shù)學、力學與計算機技術(shù)相結(jié)合的對支承件剛度和動特性進行分析的一種方法；2）仿真分析法：對結(jié)構(gòu)形狀復雜的支承件，可采用模型仿真，雖然花費些物力和時間，但得出的結(jié)果與實際比較接近。結(jié)構(gòu)設計：1 ）正確選擇截面形狀與外形結(jié)構(gòu)2）合理地選擇和布置加強肋，以增加剛度3）正確的結(jié)構(gòu)布局，減小力變形4）良好的結(jié)構(gòu)工藝性，減小應力變形5）合理地選擇材料6） 基座與支承件的

8、壁厚、肋板、肋條厚度導軌的功用：導軌是穩(wěn)定和靈活傳遞直線運動的部件，起著確保運動精度及部件間相互位置精度的作用。其由運動導軌（動導軌）和支承導軌（靜導軌）組成。導軌種類：1）滑動摩擦導軌兩導軌面間直接接觸形成滑動摩擦。2）滾動導軌 動靜導軌面間有滾動體，形成滾動摩擦。3）靜壓導軌兩導軌面間有壓力油或壓縮空氣，由靜壓力使動導軌浮起形成液體或氣體摩擦。4）彈性摩擦導軌利用材料彈性變形，使運動件做精密微小位移。這種導軌僅有彈性材料內(nèi)分子間的內(nèi)摩擦。導向精度動導軌運動軌跡的準確度，直線度運動的平穩(wěn)性 指導軌低速運行時的爬行。表現(xiàn)為忽快忽慢剛度要求 1）自重變形2）局部變形3）接觸變形運動學原理 把動導

9、軌視為有確定運動的剛體，設計是不允許有多余的自由度和多余的約束，即只保留確定運動方向的自由度。彈性平均效應原理如滾動導軌，是在動導軌與靜導軌之間加上滾動體組成的。如果滾動體個數(shù)很多，那么這些滾動體尺寸不可能完全一致，當導軌裝配施 加預載荷時，少數(shù)偏大的滾動體因受力而產(chǎn)生彈性變形，因而工作臺的運動誤差，將因?qū)к壐钡膹椥云骄玫狡骄?，從而提高?承載能力和導向精度導向?qū)к壟c壓緊導軌分立原則在儀器中為保證導軌運動的直線性常用導軌的一面作為導向面，另一面作壓緊面，即導向和壓緊分開,保證通過壓緊力使導向面可靠接觸，保證導向精度。滑動摩擦導軌的組合形式：1） V形和平面組合導軌2）雙V形組合導軌3）

10、雙矩形組合導軌4）燕尾組合導軌5）雙圓柱導軌 滾動摩擦導軌的結(jié)構(gòu)形式及其特點：滾動導軌按不同的滾動體可分為滾珠導軌、滾柱導軌、滾針導軌、滾動軸承導軌1、雙V型滾珠導軌優(yōu)點：運動靈敏，能承受不大的傾覆力矩缺點：承載能力小，容易壓出溝槽2、雙圓弧滾珠導軌優(yōu)點：接觸面積大，承載能力強，壽命長缺點：摩擦力大于 V型滾珠導軌，形狀復雜，加工困難，不易達到高精度。屬過定位。3、4圓柱棒滾道的滾珠導軌 優(yōu)點：運動精度和運動的靈活性比較高，維修方便，圓柱磨損后，只需轉(zhuǎn)個方位，仍保持原精度缺點：承載力小，屬過定位4、V平面滾珠導軌優(yōu)點：既保證了確定的運動，又沒有過定位。加工與裝配方便。受熱變形也不會影響精度缺點

11、：左右滾珠的運動速度不等，Vn>Vm ,必須使用單獨的隔離架。5、V形滾柱導軌 優(yōu)點：承載能力大，耐磨性好，對導軌面的局部缺陷不敏感 缺點：對牛、金 的差值要求較嚴6、平面滾動導軌（滾珠或滾柱）1 枝點：形狀簡單，加工容易。7、滾動軸承導軌優(yōu)點：摩擦力矩小，運動靈活，承載能力大，調(diào)整方便。常用的微位移機構(gòu)：1、柔性支承壓電器件驅(qū)動的微位移機構(gòu)2、平行片簧導軌一一電壓器件驅(qū)動的微位移機構(gòu)3、滾動導軌壓電器件驅(qū)動4、平行片簧導軌一一步進電機及機械式位移縮小機構(gòu)驅(qū)動5、平行彈簧導軌一一電磁位移器驅(qū)動6、氣浮導軌一一步進電機及摩擦傳動7、二維X-Y雙向微位移工作臺精密微動工作臺設計要點：（一）設

12、計要求1）微動工作臺的支承或?qū)к壐睉獰o機械摩擦、無間隙。2）具有高的位移分辨率及高的定位精度和重復性精度。3）具有高的幾何精度，工作臺移動時直線度誤差要小，即顛擺、扭擺、滾擺誤差小，運動穩(wěn)定性好。4）微動工作臺應具有較高的固有頻率，以確保工作臺具有良好的動態(tài)特性和抗干擾能力。5）工作臺最好采用直接驅(qū)動，即無傳動環(huán)節(jié)，這不僅剛性好，固有頻率高，而且減少了誤差環(huán)節(jié)。（二）精密微動工作臺設計中的幾個問題（1）導軌形式的選擇（2）微動工作臺的驅(qū)動（3）微動工作臺的控制測量電路是信息流的輸入通道，其作用是將傳感器輸出的測量信號進行調(diào)理、轉(zhuǎn)換、或者運算等。控制電路是信息流的輸出通道，其作用是根據(jù)中央處理系

13、統(tǒng)發(fā)出的命令，對被控參數(shù)實行控制。中央處理系統(tǒng) 同時連接著測量電路和控制電路，即連接著信息流的輸入通道和輸出通道，因此它是整個電路與軟件系統(tǒng)的中心，同時也是整個測控儀器的神經(jīng)中樞?？垢蓴_能力：直接影響儀器測量和控制的穩(wěn)定性和可靠性，信噪比S/N越高，表示抗干擾能力越強穩(wěn)定性：測控電路的穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在零點穩(wěn)定性、放大倍數(shù)（靈敏度）穩(wěn)定性、線性度穩(wěn)定性、輸入輸出阻抗穩(wěn)定性等幾個方面量程與分辨率：量程越大，分辨率越低；反之，分辨率越高，量程越小。量程與分辨率是兩個相互矛盾而又相互制約的指標。對于測量電路系統(tǒng)，當這兩個指標無法同時滿足時，通常采用量程自動切換技術(shù)來解決這一矛盾輸入與輸出阻抗：電路系統(tǒng)

14、對輸入阻抗和輸出阻抗的要求隨采用傳感器和控制器的不同而有所不同，通常要求輸入阻抗與傳感器的輸出 阻抗相匹配，從而使得輸出信噪比達到最大值信噪比：衡量系統(tǒng)抗干擾能力的技術(shù)指標，以有用信號強度與噪音信號強度之間的比率來表示，簡稱信噪比，通常以S/N 表示。量化誤差：當輸入量的變化小于數(shù)字電路的一個最小數(shù)字所對應的被測量值時，數(shù)字系統(tǒng)將沒有變化，這一誤差稱為量化誤差。非線性誤差：主要是由傳感器、測量電路或控制電路的非線性引起并共同作用的。溫度漂移：將導致被測量和被控量的漸變，同時使電路元器件的特性參數(shù)發(fā)生變化，使靜態(tài)工作點偏離原始位置，從而使得測量值和控制值產(chǎn)生偏差頻率特性：在動態(tài)測試情況下，輸出信

15、號幅度和相位隨輸入信號的頻率變化而變化的特性，即幅頻和相頻特性。響應速度：對于測量電路和控制電路而言，響應速度主要是指電子電路對輸入信號的階躍響應特性和相位頻率特性。對于計算機系統(tǒng)及其接口等硬件系統(tǒng)而言，響應速度主要是指數(shù)據(jù)傳輸率，即帶寬。對于軟件系統(tǒng)而言，響應速度主要是指軟件的運行速度和指令的執(zhí)行時間?？偩€化準則(1) 內(nèi)部總線用于系統(tǒng)內(nèi)部連接芯片與芯片、芯片與微處理器的元件級總線(2) 系統(tǒng)總線用于聯(lián)接模板與模板的板級總線(3) 外部總線用于聯(lián)接系統(tǒng)與系統(tǒng)之間交換信息與數(shù)據(jù)的通訊總線優(yōu)點： 采用標準化的通用總線，可大大簡化系統(tǒng)的軟硬件設計，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰明了，易于擴充和升級，兼容性強，可

16、互換和通用。模塊化準則將整個電路與軟件系統(tǒng)分割成幾個功能相對獨立，而有相互聯(lián)系的模塊。模塊化設計準則既可以用于硬件設計，也可以用于軟件設計。優(yōu)點： 1 、模塊化設計思想的引入，使復雜的工作得以簡化。2、采用模塊化設計的電路系統(tǒng)易于維護、修改和擴充，單獨的模塊還可移植到其它系統(tǒng)之中，可移植性強。單片機的特點與功用： 可靠性高：工業(yè)抗干擾能力優(yōu)于一般的通用CPU ，程序指令、系統(tǒng)常數(shù)均固化在ROM 中，不易破壞；硬件集成度高，使系統(tǒng)整體可靠性大大提高。 易擴展：單片機內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件，芯片外部有許多供擴展用三總線及并行、串行I/O 管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。 控制功

17、能強：為滿足工業(yè)控制要求，單片機的指令系統(tǒng)均有級為豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O 端口的邏輯操作以及位處理功能。 存儲器容量?。菏芗啥认拗疲话鉘OM 為幾 k 字節(jié)， RAM 僅有幾百字節(jié)，經(jīng)擴展后也只能達到幾十k 字節(jié)。 體積小：由于單片機的高集成度，使得整個儀器電路系統(tǒng)的體積有可能大幅度縮小，并可以形成便攜式儀器，攜帶和使用非常方便。特別適用于小型測控儀器和便攜式測控儀器。干擾源(1) 來自信號通道的干擾(2) 來自電源的干擾(3) 來自空間的輻射干擾(4) 來自元器件和電路板的噪聲干擾的耦合方式(1) 靜電耦合由于兩個電子器件或兩個電路之間存在寄生電容，經(jīng)寄生電容使一個電路(器件)的

18、電荷影響另一個電路(器件)(2) 電磁耦合由于兩個電路存在互感，使得一個電路的電流變化通過電磁耦合干擾另一電路。(3) 共阻抗耦合一般發(fā)生在兩個電路的電流流經(jīng)一個公共阻抗，其中一個電路在該阻抗的壓降會影響另一路(4)漏電流耦合由于絕緣不良，由流經(jīng)絕緣電阻Ra的電流所引起的干擾干擾的形態(tài)(1) 差模干擾能夠使接收電路的一個輸入端相對于另一輸入端產(chǎn)生電位差的干擾(2) 共模干擾相對于公共的電位基準點，在系統(tǒng)的接收電路的兩個輸入端上同時出現(xiàn)的干擾。接地技術(shù)在任何電子儀器或設備中，接地是抑制噪聲和防止干擾的重要方法。所謂接地，就是將某點與一個等電位點或一個等電位面之間用低電阻導體連接起來，以構(gòu)成儀器或

19、設備的基準電位。接地設計的兩個基本要求是： 消除各電路電流流經(jīng)一個公共地線阻抗時所產(chǎn)生的噪聲電壓；避免形成地環(huán)路。儀器靜態(tài)特性：當輸入量不隨時間的變化而變化或變化十分緩慢時，輸出與輸入量之間的關(guān)系精度指標：在頻率范圍之內(nèi)與理想儀器相比所產(chǎn)生的最大幅值誤差與相位誤差，就代表了儀器的頻率響應精度示值誤差：測量儀器的示值與對應輸入量的真值之差。示值誤差越小，表明儀器精度越高示值重復性：在相同測量條件下，重復測量同一個被測量，儀器提供相近示值的能力。儀器的示值重復性誤差小，表明儀器的隨機誤差小靈敏度：測量儀器響應(輸出)的變化除以對應的激勵(輸入)的變化S=AY/AX分辨力：顯示裝置能有效辨別的最小示

20、值穩(wěn)定性：測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力漂移 ：儀器計量特性的慢變化，如儀器零位隨時間變化稱為零位漂移；儀器靈敏度隨時間變化稱為靈敏度漂移回程誤差(滯差)：在相同條件下，被測量值不變，計量器具行程方向不同其示值之差的絕對值微小誤差：與所有誤差的總影響相比是微不足道的某一誤差微小誤差原理：所確定的儀器總精度指標應在測量總精度指標中所占的比重是微小的，是可以忽略不計的誤差分配方法：(一)系統(tǒng)誤差分配誤差分配過程：先算出原理性的系統(tǒng)誤差，再依據(jù)誤差分析的結(jié)果找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的可能環(huán)節(jié)(即系統(tǒng)性源誤差)（二）隨機誤差分配1、按等作用原則分配等作用原則認為儀器各環(huán)節(jié)和各零部件的源誤差對儀器總精度

21、的影響是同等的，即每個源誤差所產(chǎn)生的局部誤差是相等的2、按加權(quán)作用原則分配加權(quán)作用原則認為儀器的誤差分配過程中，不僅要考慮儀器中的各個環(huán)節(jié)的誤差對儀器總精度的影響程度的不同，還應考慮儀器不同環(huán)節(jié)誤差控制的難易程度（三）誤差調(diào)整誤差調(diào)整時，第一步是評價已制定出的各個環(huán)節(jié)誤差的允許值，看各允許誤差值在3 個公差極限上的分布情況，以確定調(diào)整對象，第二步是把低于經(jīng)濟公差極限的誤差項目（不論系統(tǒng)誤差或隨機誤差）都提高到經(jīng)濟公差極限上，第三步將新的允許誤差值匯按等作用原理再分配到其余環(huán)節(jié)中得出其余環(huán)節(jié)新的允許誤差值測控儀器總體設計要考慮主要問題：設計任務分析創(chuàng)新性設計測控儀器若干設計原則的考慮測控儀器若干

22、設計原理的討論測控儀器工作原理的選擇和系統(tǒng)設計 測控系統(tǒng)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)與技術(shù)指標的確定儀器總體的造型設計設計任務分析包含內(nèi)容：了解被測控參數(shù)及其載體的特點了解儀器的功能要求、使用條件及其國內(nèi)外同類產(chǎn)品的加工和市場銷售情況阿貝原則：為使量儀能給出正確的測量結(jié)果，必須將儀器的讀書刻線尺安放在被測量尺寸線的延長線上擴展原則：標尺與被測量一條線若做不到，則應使導軌沒有角運動或應跟蹤測量計算出導軌的偏移加以補償阿貝誤差的補償：可采用動態(tài)跟蹤測量補償與定點測量補償法動態(tài)跟蹤測量補償法：監(jiān)測到導軌偏移信息后，隨時間補償阿貝誤差的方法定點測量補償法：采用標準器具，對儀器進行定點測量，而后將逐點所取得的測量誤差輸

23、入計算機，在讀數(shù)時進行補償 遵守阿貝原則的傳動部件設計測桿與傳動杠桿的接觸點位于測桿位移的方向線上變形最小原則： 應盡量避免在儀器工作工程中，因受力變化或因溫度變化而引起的儀器結(jié)構(gòu)變形或儀器狀態(tài)和參數(shù)的變化，并使之對儀器精度的影響最小減小力變形影響的技術(shù)措施：采用補償法和結(jié)構(gòu)設計法減小熱變形影響的技術(shù)措施 ：采用恒溫條件，以減小溫度變化量t選擇合適的材料，以減小線膨脹的影響，或選用線膨脹系數(shù)相反的材料在某些敏感環(huán)節(jié)上進行補 償采用補償法補償溫度變化的影響測量鏈最短原則：構(gòu)成儀器測量鏈環(huán)節(jié)的構(gòu)件數(shù)目應最少坐標系基準統(tǒng)一原則：儀器群體之間的位置關(guān)系、相互位置關(guān)系，或是針對儀器中的零件設計及部件裝配

24、要求對零件設計來說：這條原則指：在設計零件時應該使零件的設計基面、工藝基面和測量基面一致起來對部件裝配來說：這條原則指：要求設計基面、裝配基面和測量基面一致精度匹配原則： 在對儀器進行精度分析的基礎上，根據(jù)儀器中各部分環(huán)節(jié)對儀器精度影響程度不同，分別對其提出不同精度要求和分配經(jīng)濟原則合理工藝性合理精度要求合理選材合理調(diào)整環(huán)節(jié)提高儀器壽命盡量使用標準件和標準化模塊設計儀器的首要問題是檢測系統(tǒng)工作原理的選擇和控制系統(tǒng)的設計信號轉(zhuǎn)換與傳輸原理的選擇按傳感器轉(zhuǎn)換功能不同，可選擇位置檢測或數(shù)值檢測按傳感器對原始信號感受方向不同，可選擇機械式、非接觸式和直接引入式按傳感器轉(zhuǎn)換放大原理不同，可選擇機械式、光

25、學式、光電式、電學式或氣動式等標準量的細分方法：1、光學機械細分法：直讀法微動對零法2、光電細分法：光學倍程法電氣細分法：非調(diào)制信號細分法調(diào)制信號細分法相位細分法顯示裝置的選?。褐甘臼健⒂涗浭?、數(shù)字顯示和打印式等數(shù)據(jù)處理功能：快速數(shù)據(jù)處理 擴大儀器使用范圍，提高其通用性提高儀器測量精度 實現(xiàn)測量過程自動化，可方便實現(xiàn)計算機數(shù)字控制和程序控制運動方式：直線運動和回轉(zhuǎn)運動控制方式：開環(huán)控制，半閉環(huán)控制，閉環(huán)控制外形設計：外形比例選擇外形的均衡與穩(wěn)定外形的風格外形形體的過渡表面裝飾處理人機工程：所設計的儀器設備要達到機器人環(huán)境的諧調(diào)統(tǒng)一， 使儀器設備適合人的生理和心理要求，從而達到工作環(huán)境舒適安全、

26、操作準確、省力、輕便、減輕勞動強度，提高工作效率的目的人機工程包括：人體尺度 視角要求作用力要求工作環(huán)境和安全設計可靠性要求：在工藝上提高電路系統(tǒng)元器件本身的可靠性，將元器件失效的影響降低到最低程度在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計方面提高系統(tǒng)的可靠性和合理性，避免設計不當造成可靠性下降 在硬件和軟件中增加適當措施以計算機為核心的中央處理系統(tǒng)特點與功能： 自動對零功能量程自動切換功能多點快速測控數(shù)字濾波功能自動修正誤差數(shù)據(jù)處理功能復雜控制規(guī) 律 多媒體功能 通訊或網(wǎng)絡功能 自我診斷功能以計算機為核心構(gòu)成的 中央處理系統(tǒng)具有典型的計算機 組成結(jié)構(gòu)特點，它一般由輸入接口電路、主機電路和輸出接口電路、顯示電路、鍵盤電路

27、幾個部分組成抗干擾設計的基本原則：抑制干擾源、切斷干擾傳播途徑和提高靈敏器件的抗干擾能力信號通道干擾抑制措施采用隔離措施，采用的器件主要是光耦合器件模擬量信號通道中干擾的抑制措施盡可能將抗干擾的器件設置在傳感器或執(zhí)行部件附近電源系統(tǒng)的抗干擾措施截住從配電系統(tǒng)竄入的干擾空間干擾的抑制措施采用屏蔽的方法 屏蔽方法：利用導電的低電阻材料制成容器或采用高導磁材料制成容器，以隔絕容器內(nèi)外的電磁或靜電的相互干擾屏蔽主要分成3類：防止靜電耦合的靜電屏蔽；利用導電性良好的金屬內(nèi)的渦流效應，防止高頻磁通干擾的電磁屏蔽；利用高導磁材料，防止低頻磁通干擾的磁屏蔽屏蔽結(jié)構(gòu)形式：屏蔽罩屏蔽柵網(wǎng)隔艙導電涂料屏蔽銅箔源誤差

28、：影呵心器精度的各項誤差n詡0n門局部誤差：&yi是由某一源誤差3qi單獨作第y成皎效弱&iqi =2 PMi =£ g儀器總誤差：局部誤差的綜合 計算式為：i切iiy微分法：若能列出儀器全部或局部的作用方程，那么，當源誤差為各特性或結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差時，可以用對作用原理方程求全微分的方法來求各源誤差對儀器精度的影響（局部誤差）微分法的優(yōu)點 是運用微分運算解決誤差計算問題，具有簡單、快速的優(yōu)點。但微分法也具有局限性，對于不能列入儀器作用方程的源誤差，不能用微分法求其對儀器精度產(chǎn)生的影響，例如儀器中經(jīng)常遇到的測桿間隙、度盤的安裝偏心等，因為此類源誤差通常產(chǎn)生于裝配調(diào)整環(huán)節(jié)，與

29、儀器作用方程無關(guān)。幾何法：利用源誤差與其局部誤差之間的幾何關(guān)系，分析計算源誤差對儀器精度的影響例：角度測量誤差的度盤安裝偏心所引起的讀數(shù)誤差如圖所示，設 O是度盤的幾何之十 O爰玄吸的回賽.小度鰥勺蓄要偏心量為 e,當主軸的回轉(zhuǎn)角度為 «時，度盤刻線中心從 O 移至O讀數(shù)頭實際讀數(shù)為脾A點11rB弧上且坦斯對應sin售0 + a，而主軸實際轉(zhuǎn)角為« ,則臂數(shù)誤差為（支十）氐模三esin正弦定理可知 OA . 00、即R e 式中，R為度盤刻劃半徑mexW心思由于小口很小，故有R 當口 =均0時，sin" =±1，則由度盤的安裝偏心引起的最大讀數(shù)誤差為R例

30、：儀器中螺旋測微機構(gòu)誤差分析如圖所示，由于制L或裝配!仟完善，使得螺旋測微機構(gòu)的軸線電滑塊運動方向峰一夾角9 ,求由此引起的滑塊位置誤差 AL機構(gòu)傳動方程為 2 2n 有中，L為螺桿物勁距離；”為螺旋轉(zhuǎn)照；PP PCOsf ； P由于海卷為慮儂* P十、射熱PC0s»距L （1-LcosL cos21 -1 +工4住置另筋L2 二 2 二2 二2.24 二 例：齒輪齒條傳動機構(gòu)快回齒條傳遞%收時，屬推力傳動，作用線 l T通過接觸區(qū)與齒面垂直，位移沿作用巡遞的基本公式為cosadOs, 式中功支為齒輪分度圓壓力角；r為齒輪分度圓半徑。當齒輪旋轉(zhuǎn) 中角時，則位移沿中用線傳遞的方 程為一 0 '=r cosc但是，齒條的實際位移并不是沿作用線方向l l ,根即立移線方向dssm_sd用線與位移之間夾角益