仪器精度理论第13章总结资料
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仪器精度理论总结报告精度:精度是误差的反义词,精度的高低是用误差来衡量的。
误差大则精度低,误差小则精度高。
仪器误差是指仪器本身所具有的误差。
可分为原理误差(多为系统误差)、制造误差(多为随机误差)、运行误差(多为随机误差)。
仪器误差的来源与性质一、原理误差原理误差:由于仪器设计中采用了近视的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所造成的。
(只与仪器的设计有关,而与制造和使用无关)原理误差产生原因:1、把仪器的实际非线性特性近似地视为线性,采用线性的技术处理措施来处理非线性的仪器特性。
2、数据处理方法上的近似以及数值舍位。
3、仪器结构上的原理误差,即实际机构的作用方程与理论作用方程有差别,因而产生机构原理误差。
分析原理误差的途径:将仪器各个组成环节之间的实际关系与设计、计算时采用的理论关系进行比较,如有差异,则存在原理误差。
减少或消除原理误差影响的方法:1、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。
2、研究原理误差的规律,采取技术措施避免原理误差。
3、采用误差补偿措施(最可靠的方式)。
原理误差是系统误差,系统误差是有规律的。
二、制造误差制造误差: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。
并不是所有的制造误差对仪器精度都有影响,我们只研究与仪器精度精度有关的制造误差,又称为原始误差。
制造误差是难以避免的,减小制造误差的的途径:1、在制造过程中提高加工精度和装配精度。
2、设计中合理地分配误差和确定制造公差。
3、正确应用仪器设计原理和设计原则。
4、合理的确定仪器的结构参数。
5、合理的结构工艺性。
6、设置适当的调整和补偿环节。
三、运行误差运行误差:仪器使用过程中所产生的误差。
运行误差产生原因:1、力变形引起的误差2、测量力引起的变形误差3、应力变形引起的误差4、磨损引起的误差5、间隙与空程引起的误差6、温度引起的误差7、震动引起的误差8、干扰与环境波动引起的误差。
1.什么是灵敏阈,分辨力,举例说明。
仪器的灵敏阈是指足以引起仪器示值可察觉到变化的被测量的最小变化量值。
被测量改变量小于这个阈值,仪器没有反应。
一般说来数字仪表最末一位数所代表的量,就是这个仪表的灵敏阈。
对于指针式仪表,一般认为人能感觉到的最小改变量是0.2分度值,所以可以把0.2分度值所代表的量作为指针式仪器的灵敏阈。
灵敏阈与仪器的示值误差限有一定关系,一般说来,仪器的灵敏阈小于示值误差限,而示值误差限应小于仪器的最小分度值。
例如1台500N电子拉力试验机在显示屏末尾数产生可觉察变动的最小负荷变化为0.1N,则此试验机的鉴别力阈为0.1N。
分辨力是显示装置能有效辨别的最小的示值差。
分辨力是指显示装置中对其最小示值差的辨别能力。
通常模拟式显示装置的分辨力为标尺分度值的1/2~1/10,即用肉眼可以分辨到一个分度值的1/2~1/10;对于数字式显示装置的分辨为末位数字的一个数码,对半数字式的显示装置的分辨力为末位数字的一个分度。
例如某仪表的量程为0-1.0000v,为5位数字显示,可说仪表的分辨力为10uV。
2.提高仪器精度的途径和方法有哪些?P11。
3.选择一种精密测量仪器,说明现代精密仪器的基本组成。
(1)基准部件:基准部件是仪器的重要组成部分,是决定仪器精度的主要环节。
(2)感受转换部件:感受转换部件的作用是感受被测量,拾取原始信号(3)转换放大部件:将感受转换来的微小信号,通过各种原理(如光,机,电,气)进行进一步的转换和放大,成为可使观察者直接接收的信息,提供显示和进一步加工处理的信号(4)瞄准部件:瞄准部件的主要要求是指零准确,一般不作读数用,故不要求确定的灵敏度。
(5)处理与计算部件:包括数据加工和处理,校正和计算等。
(6)作用是显示测量结果。
(7)驱动控制部件:主要有基座和支架、导轨和工作台,轴系以及其他部件,如微调和锁紧、限位和保护等机构。
(参考《现代精密仪器设计》)微器件装配系统4.接触测量工件的轮廓时,会形成何种误差,如何补偿?P70①测量力引起的接触变形接触测量时,测量仪器必须有足够的测量力,以保证测头与被测件可靠地接触。
仪器分析知识点总结pdf一、概述仪器分析是一门研究各种仪器和方法在化学和生物分析中的应用的学科。
它包括仪器的原理、结构、工作原理、应用范围和使用方法等内容。
仪器分析是化学和生物分析的基础,是现代化学和生物技术的重要支撑和工具。
本文将从仪器分析的基本原理、常见仪器的应用和发展趋势等方面进行总结。
二、仪器分析的基本原理1. 仪器分析的基本原理是什么?仪器分析是利用现代仪器设备对物质的成分、结构、性质和含量等进行定量或定性分析的方法。
其基本原理是利用各种仪器的物理、化学或生物特性对目标物质进行分析,从而获得分析结果。
2. 仪器分析的分类根据分析原理和方法的不同,仪器分析可分为物理分析仪器、化学分析仪器和生物分析仪器三大类。
物理分析仪器包括光谱仪、色谱仪、质谱仪等;化学分析仪器包括滴定仪、离子色谱仪、气相色谱仪等;生物分析仪器包括酶标仪、PCR仪等。
三、常见仪器的应用1. 光谱仪光谱仪是仪器分析中常用的一种仪器,主要用于对物质的吸收、发射、散射光谱特性进行分析。
光谱仪可以分为紫外-可见-近红外光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等。
其应用范围涉及分子结构分析、化合物鉴定、药物含量测定、环境监测等领域。
2. 色谱仪色谱仪是一种分离和分析化合物的仪器,常用于样品的分离和检测。
色谱仪主要分为气相色谱仪、液相色谱仪、超临界流体色谱仪等。
其应用范围包括化学品分析、环境监测、食品安全等方面。
3. 质谱仪质谱仪是一种对样品中分子进行碎裂和检测的仪器,常用于物质的质量、结构分析。
质谱仪主要包括飞行时间质谱仪、四级杆质谱仪、离子阱质谱仪等。
其应用范围主要涉及化合物鉴定、蛋白质序列分析、环境监测等。
4. 滴定仪滴定仪是一种常用于酸碱中和、沉淀析出、氧化还原等反应的仪器,可用于测定物质的含量和浓度。
其应用范围包括酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定等。
5. 离子色谱仪离子色谱仪是一种用于分离和检测离子化合物的仪器,主要用于水样中离子含量的测定。
名词解释:1. 测量范围:所谓测量范围只在允许误差范围内一起的被测量值的范围。
2. 滞差:在输入量由小逐渐增大再由大逐渐减小的过程中,对用一大小的输入量出现不同大小的输出量,这种由于测量行程方向的不同,对应于同一出入量产生输出的差异统称为滞差。
3. 零值误差:指当测量为零值时,测量仪器示值相对于零的差值,也可说是测量仪器的零位误差。
4. 示值误差:指测量仪器的示值与被测量的真值之差。
5. 齿轮空会:齿轮机构在工作状态下,输入轴方向回转时,输出轴产生的滞后量。
6. 准确度:测量仪器给出接近于真值的响应能力。
7. 等效节点:将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来,次虚线和光轴的交点为J 0,则透镜绕点J 0微量转动,像点不懂,称为J 0透镜的等效节点,称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
8. 螺旋线误差:螺杆旋转一个螺距周期,在同一半径的圆柱截面内,加工形成的螺旋线轨迹与理论螺旋线轨迹之差。
9. 灵敏度:即仪器对被测量变化的反应能力。
S=xL 10. 阿贝原则:所谓阿贝原则,即被测尺寸与标准尺寸在测量方向的同一直线上,或者说,被测量轴线只有在基准轴线的延长线上,才能得到精确的测量结果。
11. 螺距积累误差:在给定长度范围内,任意两牙间的距离对公称尺寸偏差的最大代数和。
12. 视差:指示器与标尺表面不在同一平面时,观察者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所引起的误差。
13. 漂移:指仪器特性随时间的缓慢变化,通常表现为零位或灵敏度随时间的缓慢变化,风别称为零点漂移和灵敏度漂移。
14. 等效节平面:将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来,次虚线和光轴的交点为J 0,则透镜绕点J 0微量转动,像点不懂,称为J 0透镜的等效节点,称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
15.量化误差:由于脉冲数字系统中,用脉冲或数码表示连续变化的物理量,因此介于两个脉冲或两个数码之间的值只能用与它相接近的脉冲或数码表示,这样便产生了误差。
1 / 181仪器精度理论总结报告姓 名: 学号:学 院: 专 业: 类 别: 上课时间: 22015 年月日报告一误差分离法误差分离是指从所测信号中分离并去除由测量系统引入的影响测量精度的信号分量,从而得到所要测量的准确信号。
在几何量测量中有时测量数据是两个或两个以上被测量误差的综合,因此需要进行误差分离后进行误差修正。
在形状误差的测量中,就常用到误差分离法。
一误差分离技术误差分离技术最初应用于圆度误差的测量,是指从传感器测得的信号中分离并除去圆度仪的主轴回转误差对测量结果的影响。
随着高精度圆度测量技术的发展,误差分离技术也得到了不断的发展,并引入到主轴回转误差的测量中。
在主轴回转误差的测量中,误差分离技术则要从传感器测得的信号中分离并除去被测件的形状误差、安装偏心误差,从而得到精确主轴的回转误差信号。
主轴回转误差测量的误差分离技术与圆度测量误差分离技术相比,保留和去除的信号正好相反,但它们实质工作却是相同的,都是对混入了主轴回转误差和形状误差信号进行处理。
2/ 1823 / 183国内外学者已经提出了很多误差分离的方法,各种方法有不同的优缺点和适用场合。
概括起来讲,应用的较多的主要有反向法、多点法、多步法等。
其它的很多误差分离方法都是建立在这三种误差分离方法基础之上的。
二 典型误差分离法2.1 反向法图2.1为反向法测量的基本原理图。
T 为从传感器测头,其测得的信号△T(θ)在去除了偏心误差之后包括两部分,主轴的回转误差R(θ),标准球的圆度误差S(θ)。
图2.1 反向法测量的原理图 反向法是一种完全的误差分离方法,能简单。
但是,反向法要求系统的重复性好,所要求的相位。
达到很高的分离精度,并且需要的实验设备并且要转测头和标准球,转后不易保证对准。
2.2 三点法多点法最常见的是三点法。
图2.2为其测量原理图图2.2 三点法测量的原理图多点法要求使用多个传感器同时采集数据,多个传感器必须以同一原点为圆心成一精确的确定角度布置,这就要求机械装置有较高的加工精度,同时对传感器的装火、调试提出了较高的要求。
仪器精度理论课程报告误差理论与数据处理部分第一章绪论一、误差1、定义:误差=测得值-真值(1)绝对误差=测得值-真值(可能为正值或负值)修正值=真值-测得值(2)相对误差=绝对误差/真值(%)对于相同的被测量,绝对误差可评价其测量精度的高低;对于不同的被测量,用相对误差评价其测量精度的高低。
(3)引用误差:指一种简化和使用方便的仪器仪表示值的相对误差 =示值误差/测量范围上限(或全量程)2、误差来源:测量装置误差、环境误差、方法误差、人员误差3、误差分类(1)系统误差:在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差。
(标准量值的不准确、仪器刻度的不准确引起)(2)随机误差在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。
(仪器仪表中传动部件的间隙和摩擦、连接件的弹性变形引起)(3)粗大误差超出规定条件下预期的误差二、精度定义:反映测量结果与真值接近程度,可用误差大小表示精度高低。
分为准确度(系统误差的影响),精密度(随机误差的影响),精确度(系统误差和随机误差的综合影响)三、有效数字1、定义:含有误差的任何近似数,从左边起第一个非零数字到最末一位数字止的所有数字,不论是零或非零的数字,都叫有效数字。
最末一位有效数字应与测量精度同一量级。
2、数字舍入规则(1)若舍去部分的数值,大于保留部分末位的半个单位,则末位加1(2)若舍去部分的数值,小于保留部分末位的半个单位,则末位不变(3)若舍去部分的数值,等于保留部分末位的半个单位,则末位凑成偶数,即当末位为偶数时则末位不变,末位为奇数时则末位加13、运算规则:加减运算时,以小数位数最少的数据位数为准;乘除运算时,以有效位数最少的数据位数为准。
四、习题1-4 在测量某一长度时,读数值为2.31m,其最大绝对误差为20µm,试求其最大相对误差。
解:Δx=x-x0,则x0=2.31m-20µmγ=Δx/x0=20×10−62.31−20×10−6×100%≈8.66×10-4%1-5 使用凯特摆时,g由公式给定,今测出长度为,振动时间T为,试求g及其最大相对误差,如果测出为,为了使g的误差能小雨0.001m/s2,T的测量必须精确到多少?解:由得,对进行全微分,令,并令代替,得,最大相对误差为:由,得,有1-7 为什么在使用微安表等各种电表时,总希望指针在全量程的2/3范围内使用?解:设微安表的量程为0~Xn,测量时指针的指示值为X,微安表的精度等级为S,最大绝对误差≤XnS%,相对误差≤XnS%X,一般X≤Xn,所以X越接近Xn相对误差越小,故在使用微安表时,希望指针在全量程的2/3范围内使用。