【正文】 ：有量綱、能反映出誤差的大小和方向。它只與儀器的設(shè)計(jì)有關(guān)，而與制造和使用無關(guān)。 （2）原理誤差屬于系統(tǒng)誤差，使儀器的準(zhǔn)確度下降，應(yīng)該設(shè)法減小或消除。? 研究原理誤差的規(guī)律，采取技術(shù)措施避免原理誤差。 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。 運(yùn)行誤差儀器在使用過程中所產(chǎn)生的誤差。（一）力變形誤差 （二）測量力 （三）應(yīng)力變形（四）磨損 （五）間隙與空程 （六）溫度（七）振動與干擾（八）干擾與環(huán)境波動引起的誤差，其中高效率，高智能化的是指那些內(nèi)容？高精度與高可靠性、高效率、智能化、多樣化與多維化 （1）高精度與高可靠性隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對測控儀器的精度提出更高的要求，如幾何量nm精度測量，力學(xué)量的mg精度測量等。 （2）高效率 大批量產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)奏，要求測量儀器具有高效率，因此非接觸測量、在線檢測、自適應(yīng)控制、模糊控制、操作與控制的自動化、多點(diǎn)檢測、機(jī)光電算一體化是必然的趨勢。（4）多維化、多功能化（5）開發(fā)新原理 （6）動態(tài)測量. 歸納測控儀器的設(shè)計(jì)流程測控儀器總體設(shè)計(jì)，是指在進(jìn)行儀器具體設(shè)計(jì)以前，從儀器自身的功能、技術(shù)指標(biāo)、檢測與控制系統(tǒng)框架及儀器應(yīng)用的環(huán)境和條件等總體角度出發(fā)，對儀器設(shè)計(jì)中的全局問題進(jìn)行全面的設(shè)想和規(guī)劃。或者說，被測零件的尺寸線和儀器的基準(zhǔn)線（刻線尺）應(yīng)順序排成一條直線。三、測量鏈最短原則測量鏈定義：儀器中直接感受標(biāo)準(zhǔn)量和被測量的有關(guān)元件，如被測件、標(biāo)準(zhǔn)件、感受元件、定位元件等均屬于測量鏈。測量鏈的誤差對儀器精度的影響最大，一般都是1:1影響測量結(jié)果。因此測量鏈最短原則顯然指一臺儀器中測量鏈環(huán)節(jié)的構(gòu)件數(shù)目應(yīng)最少，即測量鏈應(yīng)最短。四、坐標(biāo)系統(tǒng)一原則在設(shè)計(jì)零件時，應(yīng)該使零件的設(shè)計(jì)基面、工藝基面和測量基面一致起來，符合這個原則，才能使工藝上或測量上能夠較經(jīng)濟(jì)地獲得規(guī)定的精度要求而避免附加的誤差。六、經(jīng)濟(jì)原則經(jīng)濟(jì)原則 經(jīng)濟(jì)原則是一切工作都要遵守的一條基本而重要的原則。2）合理的精度要求。4）合理的調(diào)整環(huán)節(jié)。？一、平均讀數(shù)原理在計(jì)量學(xué)中，利用多次讀數(shù)取其平均值，能夠提高讀數(shù)精度，即稱之為平均讀數(shù)原理。它們的測量過程，實(shí)際上是相應(yīng)的位移量之間的同步比較過程，故在設(shè)計(jì)這類參數(shù)的測量儀器中，形成了一種位移量同步比較的測量原理。二）差動比較測量原理1．電學(xué)量差動比較測量 電學(xué)量差動比較測量可以大大減小共模信號的影響，從而可以提高測量精度和靈敏度，并可以改善儀器的線性度。如果在設(shè)計(jì)中，采用包括補(bǔ)償、調(diào)整、校正環(huán)節(jié)等技術(shù)措施，則往往能在提高儀器精度和改善儀器性能方面收到良好的效果。2．補(bǔ)償方法的確定 有光電方法、軟件方法、電學(xué)方法、標(biāo)準(zhǔn)器比較的方法等。4．綜合補(bǔ)償（最佳調(diào)整原理）的實(shí)施 優(yōu)點(diǎn)：綜合補(bǔ)償方法具有簡單、易行、補(bǔ)償效果好的特點(diǎn)。？分析三坐標(biāo)測量機(jī)測量某一工件時，哪個坐標(biāo)方向上的各個平面內(nèi)均能遵守阿貝原理阿貝原則定義：為使量儀能給出正確的測量結(jié)果,必須將儀器的讀數(shù)刻線尺安放在被測尺寸線的延長線上。導(dǎo)軌間隙造成運(yùn)動中的擺角由于標(biāo)準(zhǔn)刻線尺與被測件的直徑不共線而帶來測量誤差 導(dǎo)軌間隙造成運(yùn)動中的擺角由于標(biāo)準(zhǔn)刻線尺與被測件的直徑共線誤差微小到可以忽略不計(jì) 圖33所示的三坐標(biāo)測量機(jī)，或其它有線值測量系統(tǒng)的儀器。 如圖33所示的三坐標(biāo)測量機(jī)，其測量點(diǎn)的軌跡是測頭1的行程所構(gòu)成的尺寸線，而儀器讀數(shù)線分別在圖示的X、Y與Z直線位置處，顯然，在圖示情況下測量時，X與Y坐標(biāo)方向均不遵守阿貝原則。 其中圖33 b)為YZ平面，測頭1在該平面內(nèi)的行程所構(gòu)成的尺寸線與Z方向讀數(shù)線共線，但與Y方向讀數(shù)線相距為L，在該平面內(nèi)不符合阿貝原則。激光兩坐標(biāo)測量儀中監(jiān)測導(dǎo)軌轉(zhuǎn)角與平移的光電補(bǔ)償方法3．以動態(tài)準(zhǔn)直儀為標(biāo)準(zhǔn)器的電學(xué)補(bǔ)償方法4．標(biāo)準(zhǔn)器工作點(diǎn)與被測點(diǎn)共線的平直度測量系統(tǒng)5．遵守阿貝原則的傳動部件設(shè)計(jì)例 測長機(jī)原理圖。M2，N2與尾座聯(lián)為一體，M1，N1與頭座聯(lián)為一體。對零時，設(shè)0刻線成象在s1點(diǎn)。當(dāng)導(dǎo)軌平直時，設(shè)相應(yīng)于被測長度讀數(shù)值的刻線0ˊ亦成象在s1處時不產(chǎn)生誤差。但這時與尾座聯(lián)為一體的M2，N2也隨之傾斜θ角，這樣，刻線0ˊ通過M2，N2及M1，N1便成象到s2點(diǎn)，則S2點(diǎn)相對于S1點(diǎn)在刻尺面上也有一挪動量 s1 s2 = f tanθ 為了補(bǔ)償阿貝誤差，頭座需向左移動靠緊工件 △L=h tanθ 為使讀數(shù)正確， S1S也需等于向左移動 s1 s2 = f tanθ==△L==h tanθ即h=f 于是，由尾座傾斜而帶來的阿貝誤差，由于在儀器中設(shè)置了上述光學(xué)系統(tǒng)，在讀數(shù)時自動消失了，即達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康摹?？1)．如絲杠動態(tài)測量儀，由于溫度的影響，被測絲杠將伸長或縮短，此外，當(dāng)環(huán)境溫度、氣壓、濕度偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，激光波長也將發(fā)生變化，這些都將帶來測量誤差。在補(bǔ)償時，① 先測出環(huán)境的溫度、氣壓和濕度，② 再計(jì)算出每米需累積補(bǔ)償量 ，③再計(jì)算每米補(bǔ)償量的脈沖數(shù)，1m長度內(nèi)的激光脈沖數(shù)為 ，則每隔 脈沖，對激光一路增減一個脈沖信號。2)在2和4之間放入被測物3, 引起偏振面旋轉(zhuǎn)。3)通過讀數(shù)裝置5轉(zhuǎn)動檢偏器直至指示表示值再次為零，此時，檢偏器的轉(zhuǎn)角等于被測物引起的偏振面轉(zhuǎn)角。因此它的測量精度僅取決于指零表的零位漂移，而讀數(shù)裝置的非線性誤差及光通量的不穩(wěn)定對測量精度的影響大大減小1—平行光光源 2—起偏器 3—被測物 4—檢偏器 5—讀數(shù)裝置 6—光電檢測器 7—放大器 8—指示表？試舉例說明綜合補(bǔ)償（最佳調(diào)整原理）的實(shí)施 優(yōu)點(diǎn)：綜合補(bǔ)償方法具有簡單、易行、補(bǔ)償效果好的特點(diǎn)。造型設(shè)計(jì)是總體設(shè)計(jì)中一個重要的問題，造型設(shè)計(jì)是與設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、視覺感受與市場關(guān)系緊密相關(guān)的重要設(shè)計(jì)工作。 造型設(shè)計(jì)還要使產(chǎn)品的外形、色彩和表面特征符合美學(xué)原則，以適應(yīng)人們的時尚要求，并從式樣、形態(tài)、風(fēng)格、氣氛上體現(xiàn)時代的特點(diǎn)。 下面主要從造型設(shè)計(jì)中如何依據(jù)科學(xué)技術(shù)原理和依據(jù)美學(xué)原則的兩個方面進(jìn)行探討。（二）外形的均衡與穩(wěn)定 均衡與穩(wěn)定是自然界物體美感的基本規(guī)律，凡是美的形象必然給人以各部分形體間平衡、安定的視覺感。獲得形體均衡的方法是以支承面的中點(diǎn)為對稱軸線，使形體兩邊的重量矩大致相等。從而取得較好的視覺平衡，產(chǎn)生最強(qiáng)的靜態(tài)美、條理美，但又產(chǎn)生心理上的莊重、嚴(yán)肅的感覺。除此之外，還有利用色彩對比的方法，增強(qiáng)下部色彩的濃度，以達(dá)到增加下部重量感的效果。在外形設(shè)計(jì)中，要充分考慮到各零部件的功能和結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一性和差別的因素。人機(jī)工程包括以下幾方面： （1）人體尺度 在儀器總體設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮操作人員的身高、體重等與人體有關(guān)的數(shù)據(jù)，以便達(dá)到上述要求。（3）作用力要求 作用力要求指人在操作時，需使用的作用力的大小和作用點(diǎn)相對于操作者的位置。（4）工作環(huán)境和安全設(shè)計(jì) 工作環(huán)境應(yīng)最大限度地減小噪音，工作的時序、操作的難易、故障的排除應(yīng)有利于減輕操作者的精神緊張狀況，盡量減輕人的體力和腦力消耗；在設(shè)計(jì)時，應(yīng)有直接安全技術(shù)措施和間接安全技術(shù)措施。導(dǎo)向精度 動導(dǎo)軌運(yùn)動軌跡的準(zhǔn)確度，直線度。 2）接觸精度—指動靜導(dǎo)軌之間的微觀不平度，它將影響導(dǎo)軌的接觸變形。為此，要有粗糙度指標(biāo)。以單軸方向?qū)к墳槔浩浯嬖谂[（Raw）誤差、俯仰 (Pitch) 誤差和偏轉(zhuǎn)(Roll)誤差，此外還有兩維平行度(Straightness)誤差、線性（Linear）誤差。 2）滾動導(dǎo)軌 動靜導(dǎo)軌面間有滾動體，形成滾動摩擦。 4）彈性摩擦導(dǎo)軌 利用材料彈性變形，使運(yùn)動件做精密微小位移。、基座與支承件的基本要求是什么？1) 支承件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求基座立柱 結(jié)構(gòu)尺寸較大， 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 要承受外載荷及其變化，受熱變形影響較大。有限元分析已有成熟的分析軟件可借用。 B對鑄造的基座和立柱要進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，減少應(yīng)力變形。 C嚴(yán)格控制工作環(huán)境溫度, 控制儀器內(nèi)的熱源, 采取溫度補(bǔ)償措施 D在滿足剛性要求情況下，盡量減輕重量，以提高固有頻率，防止共振；如合理地選擇截面形狀和尺寸，合理地布置肋板或隔板以提高靜剛度；減小內(nèi)部振源的振動影響，如采用氣體、液體靜壓導(dǎo)軌或軸系；對驅(qū)動電動機(jī)的振動加隔離措施；對運(yùn)動件進(jìn)行充分潤滑以增加阻尼等；采用減振或隔振設(shè)計(jì)，如彈簧隔振、橡膠隔振、氣墊隔振等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）正確選擇截面形狀與外形結(jié)構(gòu)：構(gòu)件受壓時變形量與截面積大小有關(guān)；受彎、扭時，變形量與截面形狀有關(guān)。①徑向誤差運(yùn)動—包括傾角運(yùn)動和純徑向運(yùn)動之和。主軸回轉(zhuǎn)精度 定義：指旋轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)軸線相對于其軸線平均線的位置變動。B主軸剛度 提高主軸剛度的措施：①加大主軸直徑，但導(dǎo)致機(jī)構(gòu)尺寸加大。因此，不能采用剛性連接的方法。主軸上的緊固件盡量少，以減小夾緊應(yīng)力產(chǎn)生變形。E壽命、提高主軸系統(tǒng)的剛度有幾種方法？①加大主軸直徑，但導(dǎo)致機(jī)構(gòu)尺寸加大。滾珠裝配時過盈，相當(dāng)于預(yù)加載荷，起到消除間隙，減小幾何形狀誤差。2．密珠軸承設(shè)計(jì)要點(diǎn)滾珠的密集度：適當(dāng)提高滾珠密集度，即增加滾珠數(shù)量，可以使主軸的“飄移”有所改善，所以，提高滾珠的密集度是有好處的。一般根據(jù)受力情況按公式（447）、式（450）計(jì)算，再考慮結(jié)構(gòu)的可能性和過盈量確定滾珠數(shù)量。過盈量的確定過盈量能補(bǔ)償軸承零件的加工誤差，提高軸系的回轉(zhuǎn)精度和剛度。、液體動壓滑動軸系獲得液體摩擦的條件是什么？使用時應(yīng)注意什么？動壓軸承獲得油動壓的條件是： 1）在結(jié)構(gòu)上，軸承必須有斜楔。因此為保證主軸有高的回轉(zhuǎn)精度，轉(zhuǎn)速應(yīng)均勻。 2）軸系在轉(zhuǎn)動之前必須加有一定粘度的潤滑油，進(jìn)行充分潤滑。、氣體靜壓導(dǎo)軌有哪些類型？各有何特點(diǎn)？閉式平面導(dǎo)軌型 導(dǎo)軌精度高，剛性大，承載能力也大，最適于作精密機(jī)械的長行程導(dǎo)軌。閉式圓柱或矩形導(dǎo)軌型 結(jié)構(gòu)簡單，零件的精度可由機(jī)械加工保證。開式重量平衡型 這是工作臺重量（包括負(fù)載）與空氣靜壓相平衡保持一定間隙的一種形式，其結(jié)構(gòu)簡單、零件加工也比較容易。 開式真空吸附平衡型 其結(jié)構(gòu)與重量平衡型相同。常在微細(xì)加工設(shè)備中應(yīng)用。 、什么是微位移技術(shù)？柔性鉸鏈有何特點(diǎn)？微位移技術(shù)是一行程小、分辨力和精度都很高的技術(shù)，其精度要達(dá)到亞微米和納米級。柔性鉸鏈用于繞軸作復(fù)雜運(yùn)動的有限角位移，它的特點(diǎn)是：無機(jī)械摩擦、無間隙、運(yùn)動靈敏度高。）的穩(wěn)定分辨率。柔性鉸鏈有很多種結(jié)構(gòu)，最普通的形式是繞一個軸彈性彎曲，這種彈性變形是可逆的。 2）具有高的位移分辨率及高的定位精度和重復(fù)性精度。 4）微動工作臺應(yīng)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。 6）系統(tǒng)響應(yīng)速度要快，便于控制。因此要求導(dǎo)軌副導(dǎo)向精度高。 ▼滾動摩擦導(dǎo)軌雖然摩擦力較小，但由于滾動體的尺寸一致性誤差、滾動體與導(dǎo)軌的形狀誤差會使?jié)L動體與導(dǎo)軌面間產(chǎn)生相對滑動，使摩擦力在較大范圍內(nèi)變動，即動、靜摩擦力也有一定差別，也有爬行現(xiàn)象產(chǎn)生，但運(yùn)動靈活性好于滑動導(dǎo)軌。 ▼空氣靜壓導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，無機(jī)械摩擦、無磨損、無爬行，又具有減震作用，但成本較高。大行程時用步進(jìn)電動機(jī)以機(jī)械減速機(jī)構(gòu)推動工作臺在空氣靜壓導(dǎo)軌上運(yùn)動，而微位移時用壓電器件推動工作臺以彈性導(dǎo)軌導(dǎo)向運(yùn)動。適于大行程，中等精度微位移場合。 ▼壓電和電致伸縮器驅(qū)動不存在發(fā)熱問題，穩(wěn)定性和重復(fù)性都很好，分辨力可達(dá)納米級。 （3）微動工作臺的控制 微動工作臺的控制有開環(huán)控制和閉環(huán)控制，并配有適當(dāng)?shù)恼`差校正和速度校正系統(tǒng)。用微機(jī)進(jìn)行控制具有速度快、準(zhǔn)確、靈活、便于實(shí)現(xiàn)精密微工作臺與整機(jī)的統(tǒng)一控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前發(fā)展的主要方向。對壓電器件要求其具有壓電靈敏度高、行程大、線性好、穩(wěn)定性好和重復(fù)性好等。微工作臺可用平行片簧導(dǎo)軌導(dǎo)向，也可用金屬絲懸掛導(dǎo)向。通過改變電磁鐵線圈的電流來控制電磁鐵的吸引力，克服彈簧的作用力，達(dá)到控制工作臺微位移的目的。、試述壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)在機(jī)理上有何不同？ 簡單說壓電效應(yīng)分正壓電效應(yīng)（順壓電效應(yīng)）和逆壓電效應(yīng)（電致收縮效應(yīng)）。具體說：當(dāng)某些物質(zhì)沿其某一方向被施加壓力或拉力時，會發(fā)生變形，此時這種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)去掉外力后，它又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫壓電效應(yīng)。反之，在某些物質(zhì)的極化方向上施加電場，它會產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場后，該物質(zhì)的變形隨之消失，這種電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象，稱為逆壓電效應(yīng)或電致收縮效應(yīng)。柔性支承一壓電器件驅(qū)動的微位移機(jī)構(gòu) 這種機(jī)構(gòu)是一種新型微位移機(jī)構(gòu)，微移動工作臺被安裝在柔性支承上；壓電元件在電壓驅(qū)動下可精密伸長與縮短，并推動柔性支承與工作臺一起位移。 平行片簧導(dǎo)軌一電壓器件驅(qū)動的微位移機(jī)構(gòu) 微工作臺由平行片簧導(dǎo)向，壓電器件驅(qū)動，無間隙，無摩擦。方法簡便，精度高，是常用的微位移機(jī)構(gòu)。用壓電器件驅(qū)動，可以得到高的位移分辨力。 平行片簧導(dǎo)軌一步進(jìn)電機(jī)及機(jī)械式位移縮小機(jī)構(gòu)驅(qū)動 微位移機(jī)構(gòu)用平行片簧導(dǎo)軌，驅(qū)動采用步進(jìn)電機(jī)，為獲得微位移，需將步進(jìn)電機(jī)的輸出用機(jī)械式位移機(jī)構(gòu)縮小，如用精密螺旋傳動、彈性傳動、齒輪傳動、楔塊傳動等。微動工作臺用平行片簧導(dǎo)向，在工作臺端部固定著強(qiáng)磁體，如坡莫合金制成的小片，與坡莫合金小片相隔適當(dāng)?shù)拈g隙裝有電磁鐵，通過電磁鐵的吸力與上述平行片簧導(dǎo)軌的反力平衡，進(jìn)行移動工作臺的定位。為解決大行程和亞微米分辨力的矛盾，可采用氣浮導(dǎo)軌。摩擦傳動無振動，運(yùn)動平穩(wěn)，縮小比大，定位精度可達(dá)177。二維XY雙向微位移工作臺 由于常用的壓電和電致伸縮傳感器本身的最大伸長量為8～25μm，不能滿足寬范圍微位移工作臺的要求，故常采用一級或兩級杠桿放大機(jī)構(gòu)，以達(dá)到寬范圍的位移。通過二級杠桿放大機(jī)構(gòu)驅(qū)動，可以實(shí)現(xiàn)無爬行、無蠕動、無轉(zhuǎn)角的大范圍移動。 測量