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测控仪器的概念测控仪器则是利用测量和控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。
按功能将仪器分成以下几个组成部分：1 基准部件2 传感器与感受转换部件 3 放大部件 4 瞄准部件 5 信息处理与运算装置 6 显示部件7 驱动控制器部件8 机械结构部件测控仪器的设计要求(1)精度要求(2)检测效率要求3)可靠性要求(4)经济性要求(5)使用条件要求(6)造型要求微分法几何法能画出机构某一瞬时作用原理图，按比例放大地画出源误差与局部误差之间的关系，依据其中的几何关系写出局部误差表达式。
优点是简单、直观，适合于求解机构中未能列入作用方程的源误差所引起的局部误差，但在应用于分析复杂机构运行误差时较为困难。
作用线与瞬时臂法基于机构传递位移的机理来研究源误差在机构传递位移的过程中如何传递到输出。
数学逼近法原理误差仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所引起的误差。
它只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关。
原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
误差的分类及表示方法按误差的数学性质分1）随机误差2）系统误差3）粗大误差按被测参数的时间特性分1）静态参数误差2）动态参数误差按误差间的关系分1）独立误差2）非独立误差误差的来源与性质原理误差仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所引起的误差。
它只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关。
制造误差,运行误差:仪器在使用过程中所产生的误差。
（一）力变形误差（二）测量力（三）应力变形（四）磨损（五）间隙与空程（六）温度（七）振动与干扰（八）干扰与环境波动引起的误差3.2. 归纳测控仪器的设计流程测控仪器总体设计，是指在进行仪器具体设计以前，从仪器自身的功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面的设想和规划。
高精度自动化测量仪器的设计与实现在当今科技飞速发展的时代，高精度自动化测量仪器在各个领域中发挥着至关重要的作用。
从工业生产中的质量控制，到科学研究中的数据采集，再到航空航天等高端领域的精密测量，都离不开高精度自动化测量仪器的支持。
本文将详细探讨高精度自动化测量仪器的设计与实现。
一、高精度自动化测量仪器的需求分析在设计高精度自动化测量仪器之前，首先需要对其应用场景和需求进行深入分析。
不同的领域和任务对测量仪器的精度、速度、量程、稳定性等方面都有着不同的要求。
例如，在工业生产中，对于零部件的尺寸测量，可能需要达到微米级甚至纳米级的精度，同时能够快速完成大量样本的测量，以提高生产效率。
而在科学研究中，对于一些物理量的测量，如微弱电流、微小位移等，可能更注重测量的灵敏度和分辨率，以及对复杂环境的适应能力。
此外，还需要考虑测量仪器的使用便捷性、可维护性和成本等因素。
只有充分了解这些需求，才能为后续的设计工作提供明确的方向。
二、高精度自动化测量仪器的关键技术（一）传感器技术传感器是测量仪器的核心部件，其性能直接决定了测量的精度和可靠性。
目前，常用的高精度传感器包括激光位移传感器、电容传感器、电感传感器等。
这些传感器具有高分辨率、高灵敏度和良好的线性度等优点。
同时，为了进一步提高传感器的性能，还需要采用先进的制造工艺和材料，如微纳加工技术、新型敏感材料等。
此外，多传感器融合技术也是提高测量精度和可靠性的有效手段，通过将不同类型的传感器组合使用，可以充分发挥各自的优势，弥补单一传感器的不足。
（二）数据采集与处理技术高精度测量往往会产生大量的数据，如何快速、准确地采集和处理这些数据是一个关键问题。
数据采集系统需要具备高速采样、高精度模数转换和强大的数据传输能力。
在数据处理方面，采用数字滤波、误差补偿、信号分析等算法，可以有效地去除噪声、提高测量精度和稳定性。
同时，利用人工智能和机器学习技术，对测量数据进行智能分析和预测，也能够为测量过程提供更好的支持。
数字式球径仪总体设计报告院系：电子信息学院2011年12月28日武汉大学摘要：光学球面曲率半径的精密测量，对高质量球面样板、光学系统的质量控制等方面具有重要意义。
本文根据自参考剪切千涉技术，采用球面补偿自准直原理，并结合微机技术提出了一种新型数字式激光干涉球径仪。
详细介绍了该球径仪的测量原理、结构及精度分析。
关键字：曲率半径激光干涉数字式微机系统精度分析目录引言 (4)一、设计任务 (5)§1.1 设计的目的要求 (5)§1.2 设计的背景意义 (5)§1.3 测量技术现状 (6)二、球径仪工作原理 (7)§2.1 自参考激光剪切干涉球径仪 (8)§2.2 球径仪的数字化 (12)三、系统的总体设计 (12)§3.1 系统框图 (12)§3.2 系统各部分电路设计 (13)四、系统精度分析与提高 (14)§4.1 系统精度分析 (14)§4.2 各项误差来源 (14)§4.3 系统精度提高 (15)五、设计总结 (16)§5.1 设计系统总结 (16)§5.2 设计心得体会 (16)参考文献 (18)引言光学球面曲率半径的测量是光学测试领域的重要课题之一。
根据不同的原理和要求，人们已相继提出了许多测量方法和技术，如自准直望远镜方法、自准直显微镜方法、球面干涉仪方法、刀口阴影方法及平板剪切干涉方法等。
而这些有的是间接测量，需要将测量值带入公式进行计算，求出曲率半径，基本都是人为读数，其精度受测量人员、光线等诸多因素的影响。
本设计将充分利用自参考激光剪切干涉技术和球面补偿自准直原理以及微机系统，基于计算机技术和传感器技术理论实现球径仪数字化。
该球径仪结构简单，测试方便，精度高，同时还具有多功能优点(亦可方便地用于透镜焦距的测量)，因此，可望在光学球面及透镜参数分析测试等领域获得广泛应用。
§1 概述1.1 课程的目的与要求1)通过《光学仪器总体设计》课程学习，掌握光、机、电、算技术结合的仪器总体设计的有关主要基础理论知识。
2)初步掌握仪器总体设计和系统设计的方法。
3)初步具有正确地估算和分析仪器精度的能力。
1.2 仪器在机械过程中的位置机械工程在发展过程中形成了能量、信息和材料三大技术领域。
按系统工程的观点，可以认为这三大技术领域又对应着以下三大技术系统：1)仪器—以信息流、信息变换为主的技术系统。
如：测量仪器、控制仪器、电影机和照相机、计算仪器、天文仪器、导航仪器等。
2)机械—以能量、能量变换为主的技术系统。
如：液压机械、发动机、运输工具、农业机械、纺织机械、包装机械、制冷机械、建筑机械等。
3)器械—以材料流、材料变换为主的技术系统。
如：锅炉、冷凝器、热交换器、冷却器、过滤器、离心机等。
这三大技术系统之间的相互关系，可以由图1.1来说明。
图 1.1机械工程三大技术系统1.3 仪器的分类1)按产品分类(产品管理部门用):工业自动化仪表与装置、电工仪器仪表、分析仪器仪表、光学仪器、材料试验机、气象海洋仪器、照相机械、电影机械、生物医疗仪器、无线电电子测量仪器、航空仪表、船用导航仪表、地震仪器、汽车仪表、拖拉机仪表、轴承测试仪表。
2)从计量测试功能分:a)计量仪器，如：长度计量仪器、时间频率计量仪器、力学计量仪器、电磁计量仪器、标准物质计量仪器(各种气体分析、有机分析、无机分析)、以及各种导出量仪器(速度、加速度等)。
b)非计量仪器，如：观察仪器、测绘仪器、跟踪测量仪器、定位定向仪器、监示仪器、记录仪器、计算仪器、调节仪器(控制仪)、各种调节器和自动调节装置。
1.4 本课程主要内容随着科学技术的发展，现代仪器向着综合化方向发展，光机电算技术的综合、计量与非计量的综合。
特别是原来只是机械制造或物理(光学)学科中的二、三级学科的光学仪器发展成了目前一级学科的光学工程。
本课程试图以笔者多年从事研究和研制的以下三种属于光学工程的典型的光学仪器讲解光学仪器总体设计。
使用PLC作为复杂自动精密仪器的核心计算机的设计方法PLC (Programmable Logic Controller)，即可编程逻辑控制器，是一种电子计算机，常用于工业自动化控制系统中。
PLC具有可编程性和可扩展性的特点，因此可以作为复杂自动精密仪器的核心计算机来进行设计。
在设计过程中，需要考虑以下几个方面：1.系统功能需求：首先要清楚自动精密仪器的功能需求，包括对输入数据的采集、处理和输出的控制等。
可以绘制功能框图，明确各功能模块之间的关系，有助于确定所需的输入输出接口。
2.系统硬件选择：PLC作为核心计算机，需要选择适合的PLC型号和配套的输入输出模块，以满足自动精密仪器的硬件要求。
同时，还需考虑其他硬件设备，如传感器、执行器、通信设备等的选择和接口。
3. 编程设计：PLC的编程是实现自动精密仪器功能的关键。
编程语言可以选择Ladder Diagram（梯形图）、Structured Text（结构化文本）等。
在编程设计时，需要根据功能需求，将系统划分为各个子功能模块，并编写相应的程序逻辑。
还需要设计错误处理机制，以增加系统的鲁棒性。
4.通信接口设计：对于复杂自动精密仪器，可能需要与其他设备或上位机进行通信，以实现数据传输和控制指令的传递。
因此，需要设计相应的通信接口模块，并与其他设备保持良好的通信连接。
5.可靠性和安全性：在设计过程中，需要考虑系统的可靠性和安全性。
可以通过使用冗余设备、备份电源等方式来提高系统的可靠性，并采取相应的措施来保证系统的安全性。
6.软件测试和调试：在设计完成后，需要对系统进行软件测试和调试，确保功能正常运行。
可以通过模拟输入信号、观察输出信号、监测系统运行状态等方式进行测试和调试，及时发现和修复错误。
总体来说，将PLC作为复杂自动精密仪器的核心计算机，可以实现对系统功能的灵活编程和控制，提高自动化程度和精度。
但在设计过程中需要充分考虑系统的硬件和软件要求，进行合理的功能划分和编程设计，从而实现高性能、可靠性和安全性的自动化控制系统。
第35卷第5期2019年10月・结构设计・电各机械工程Electro -Mechanical EngineeringDOI ：10. 19659/j. issn. 1008-5300. 2019. 05. 002高精密单轴伺服转台结构设计”孟鹏，顾立彬，赵选荣(中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安710068)摘 要：文中从总体需求出发，设计了一台高精密单轴伺服转台。
根据总体技术指标要求，确定转台 与安装平台及负载的接口尺寸；通过计算转台承受的负载和实际工况，选择直流力矩电机直接套轴驱动的传动方式；依据光栅测角传感器特点，选择单光栅与2个读数头结合的方式来提高测角精度。
采用有限元分析方法完成转台的静力学性能分析和动力学模态分析，得出在仿真条件下转台的应力 分布和位移分布情况以及转台前6阶振型和固有频率。
结果表明，该型转台满足系统的技术指标要求，设计合理可行。
关键词：单轴；伺服转台；静力学分析;模态分析中图分类号:TN820.3 文献标识码：A 文章编号：1008 -5300 (2019) 05 -0004 -05Structure Design of High Accuracy and Single-axis Servo TurntableMENG Peng,GU Li-bin,ZHAO Xuan-rong(The 20th Research Institute of CETC , Xi'an 710068 , China )Abstract : A high precision single axis-servo turntable is designed from the overall requirement in this paper.According to the requirements of the overall technical index , the interface sizes of the turntable , the install ation platform and the loads are determined. By calculating the load of the turntable and the actual work condi tions ,the transmission mode of direct sleeve shaft drive of the DC torque motor is selected. According to the characteristics of the grating angle measuring sensor , the combination of a single grating and two reading heads is selected to improve the angle measuring accuracy. The static performance analysis and dynamic modalanalysis of the turntable are completed by finite element analysis method. The stress distribution and displacementdistribution of the turntable as well as the first six vibration modes and natural frequencies of the turntable areobtained under simulation conditions. The results show that the turntable meets the technical requirements ofthe system and the design is reasonable and feasible.Key words : single axis ; servo turntable ； static analysis ； modal analysis引言随着国防工业及现代装备制造业的高速发展，伺服转台的应用范围也日益广泛。
精巧机构设计实例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：机构设计是一项综合性的技术和艺术，通过合理的构思和设计，创建能够实现特定功能的精巧机械结构。
精巧机构设计的实例可以激发我们的创造力，并展示机器的高效运行和优雅的动态特性。
本文将介绍三个不同的设计实例，展示出精巧机构设计的多样性和创新性。
每个实例都将突出其独特的特点和优势，为读者呈现一个全面而深入的视角。
通过对这些实例的探讨，我们可以深入了解机构设计的原理和技巧，以及如何通过合适的材料和工艺来实现设计的目标。
此外，我们还将对机构设计的发展趋势进行展望，并探讨其在未来的应用和发展领域。
通过阅读本文，读者将对机构设计的基本概念和原则有更清晰的认识，并能够通过实例了解到具体的设计案例，从而加深对机构设计的理解和实践能力。
机构设计的精妙之处将会被展现出来，同时也将激发我们对未来机构设计可能性的思考和探索。
文章结构部分的内容：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
通过对精巧机构设计的实例进行介绍和讨论，旨在探讨精巧机构设计的原理、特点和应用。
具体的文章结构如下：1. 引言1.1 概述在引言部分，将介绍精巧机构设计的背景和意义，阐述该领域的重要性和研究的必要性。
简要介绍精巧机构设计所涉及的领域和应用，并提出本文要解决的问题或目标。
1.2 文章结构在本小节中，将对整篇文章的结构进行概括性介绍，明确各个章节的内容和主题，为读者提供全局的把握，并引导读者更好地理解和阅读文章。
1.3 目的本小节将明确本文的研究目的和科学价值，阐述文章的重要性和创新点。
说明本文的研究意义，为后续章节的论述提供指导。
2. 正文2.1 第一个设计实例在正文中，将以具体的设计实例为基础，详细介绍精巧机构设计的原理、技术和方法。
首先，本章将介绍第一个设计实例，包括该机构的背景、设计目标和设计思路，并对该设计实例的要点进行分析和讨论。
通过具体实例的介绍，读者能够更加深入地了解精巧机构设计的实际应用。
