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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。
第二章仪器精度理论
第一节概念辨析
1、分辨力：显示装置能有效辨别的最小示值；分辨率：最小分辨力与量程的比值大小
2、示值误差：测量仪器的示值与对应输入量真值之差
3、重复性：相同测量条件下，短时间内重复测量同一个被测量，仪器示值的分散程度
4、复现性：在变化的测量条件下，同一被测量的测量结果的稳定程度
5、鉴别力：仪器感受微小量的敏感程度
6、灵敏度：仪器输出的变化与对应输入变化之比
7、稳定性和漂移：稳定性是指仪器保持其计量特性随时间恒定的能力；漂移是指仪器计量特性的慢变化
8、测量误差：（1）随机误差：数值的大小和方向没有一定的规律，但总体服从统计规律；（2）系统误差：数值大小和方向恒定不变或随一定的规律变化；（3）粗大误差：超出规定条件所产生的误差，应剔除
误差的表示方法：（1）绝对误差：测量值与真值之差；（2）相对误差：绝对误差与被测量真值的比值；
1.引用误差：绝对误差的最大值与仪器示值范围的比值；②额定相对误差：示值绝对误差与示值的比值
9、精度：精度是误差的反义词，精度的高低是用误差来衡量的。
误差越大，精度越低，反之越高
（1）正确度：系统误差大小的反映，表征测量结果稳定接近真值的程度
（2）精密度：随机误差大小的反映，表征测量结果的一致性或误差的分散系
（3）准确度：系统误差和随机误差两者的综合反映，即正确度和精密度的结合
10、示值范围（量程）和测量范围
11、通常希望仪器的输入输出为一种特定的线性关系，如果仪器实际特性与规定特性不一致，就会产生非线性误差
第二节仪器误差的来源与性质
一、原理误差：采用近似的理论、数学模型、机构等近似处理所造成，只与仪器的设计有关，与制造使用无关
例1、激光光束在传播中是高斯光束，不是球面波。
在用应用光学理论设计时，按球面波计算，带来原理误差
例2、A/D 转换器的产生了量化误差
（1）原理误差的分类：理论误差、方案误差、技术原理误差、机构原理误差、零件原理误差、电路系统原理误差原理误差的特点：它是产生在仪器设计过程中，是固有误差，从数学特征看，它是系统误差
（2）减小原理误差的原则为：把原理误差控制在允许的范围内，简化结构、简化工艺、简化计算、降低成本（3）减小或消除原理误差影响：①补偿法：建立原理误差的数学模型，用微机在测量中加以补偿
②调整法：正弦误差、正切误差，如有机构的情况下，可以通过调整机构的某些环节来减小原理误差。
以杠杆百分表机构（正弦机构）为例来说明，调整a 的大小，补偿△S
③改变刻度特性法：在光学杠杆放大仪器中，长臂为光学杠杆，无法用调整机构的方法，如自准直光管（正切机构）
④限制量程范围的大小或选择合适的工作区段
二、制造误差（工艺误差）：由于工艺制造的不完善而产生的误差
（1）举例：内外尺寸的配合间隙、回转运动的径向误差、表面波度和粗糙度影响运动的平稳性、差动式电路中元件的结构不对称、光学仪器中光学元件的制造误差引起成像畸变和光线方向变化等，说明制造误差在仪器误差中占有极大的比重。
注意：不是所有制造误差对仪器精度有影响
三、运行误差（使用误差）：仪器在使用过程中所产生的误差
（1）举例：力变形引起的误差、测量力引起的变形误差、应力变形引起的误差、磨损带来的误差、间隙与空程引起的误差、温度变化引起的误差、振动带来的误差、干扰与环境条件波动引起的误差、相对测量时标准量引入的误差第三节仪器误差的分析与计算
（1）误差分析也称为精度分析，分析的目的是寻找影响仪器精度的根源及其规律、计算误差的大小、对仪器总精度的影响程度，从而保证仪器的总精度
（2）精度分析按阶段进行：寻找仪器源误差、计算分析各个源误差对仪器精度的影响、精度综合（判断是否满足设计要求）
一、误差独立作用原理（近似原理）：一个源误差（误差源）仅使仪器产生一个的局部误差，局部误差是其源误差的线性函数，与其它源误差无关
二、微分法：如果能列出仪器全部或局部的作用原理方程式，可用此法
举例：（1）用微分法求杠杆百分表的误差
（2）激光干涉测长仪的误差分析与计算
（3）求投影仪光学系统影屏位置变化所带来的误差
优点：简单、快速、有一定的局限性
三、几何法：利用几何图形（几何关系）找出源误差所造成的影响
（4）读盘安装偏心所带来的影响
（5）螺旋测微机构误差分析
优点：简单、直观，适用于分析未能列入方程的源误差带来的影响。
四、作用线与瞬时臂法：这种方法主要研究源误差的传递过程，基于源误差在
仪器机构中的传递机理与传递位移的过程紧密相关
（一）机构传递位移的基本公式：推力传动、摩擦力传动
每一对运动副之间存在着作用线；作用线：为一对运动副之间瞬时
作用力的方向线（公法线或公切线）；用l-l 表示
位移沿作用线传递的基本公式如右图：
（二）运动副的作用误差：
1、源误差可以转换成瞬时臂误差时的作用误差计算：附加位移就是
瞬时臂误差而引起的作用误差
2、源误差的方向与作用线一致时的作用误差计算：直接累加即可
3、源误差既不能折算成瞬时臂误差，其方向又不与作用线一致时的
作用误差计算：根据几何关系折算到作用线上
（三）作用误差从一条作用线向另一条作用线的传递
（1）转动件的回转中心位置以及两部件接触点的位置是变化的
例：齿轮齿条传动机构，作用线与位移线是一致的吗？答：作用线只是作用力的方向线，位移线是质点移动的轨迹（2）小模数渐开线齿轮检查仪误差计算
第四节仪器误差的综合
一、随机误差的综合
分布规律：正态分布、均匀分布、三角分布、反正弦分布等，一般在综合时采用均方法和极限误差法
二、系统误差的综合
（一）已定系统误差的合成（二）未定系统误差的合成：（1）绝对和法；（2）方和根法
（三）仪器总体误差合成
第五节仪器误差分析与综合举例：立式光学计
第六节仪器精度设计（稍微看一下、了解即可）
一、仪器精度指标的确定
（一）微小误差原理
要求：若略去此项误差对总误差的影响小于不略去此项误差的结果
的1/10，此项误差可被视为微小误差
二、误差分配方法
（一）系统误差分配
该项误差数量较少，影响很大，其分配是在原理和设计完成后进行
（二）随机误差分配
注意：随机误差和未定系统误差同时进行分配；数量多，采用方和根
法进行综合，依据等作用原则与加权作用原则
（三）误差调整。
