测控仪器设计_复习1-4.pptVIP

七、设计时轴系选择要点 仪器中的轴系是用以支承仪器可动部分围绕某一轴线作精确的回转运动进行测量，它是仪器的关键部件之一。其形式的选择是非常重要的一个环节，轴系的选择不仅决定了仪器的测量精度指标是否达到设计要求，同时也决定了仪器的成本高低；选择轴系形式时，要考虑的因素很多，如回转精度、转动灵活性、承载能力（刚度）、寿命、结构工艺性、使用环境、成本等因素。由于各种形式轴系各有其特点，所以在选择时要综合考虑。各种轴系的比对见表4-6。 表4-6 轴系的比对 特性导轨名称 回转精度 转动灵活性 承载能力 耐磨性 使用环境 成本 滑动轴系 较高 较差 大 差 要求较低 低 滚动轴系 高 较好 较大 较好 要求较高 较高 液体静压轴系 高 好 大 好 要求高 高 气体静压轴系 高 好 较大 好 要求高 高 第四节 伺服机械系统设计 在进行点、线、面或空间曲面测量和精密定位时，精密机械系统需要作各种运动，如直线运动、回转运动、曲线运动、空间运动等。这些运动需要驱动装置、传动装置和控制装置构成一个伺服系统来达到各种精密运动的目的。运动的控制往往要用计算机来完成。 一、伺服系统的分类 二、伺服驱动装置 三、机械传动装置 伺服系统中的机械传动装置有齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠传动、弹性传动、摩擦传动等。 传动装置的作用是传递转速和转矩，要求能使工作台灵敏、准确、稳定地跟踪指令，实现精确移动。 第五节 微位移机构及设计 微位移技术是一行程小、分辨力和精度都很高的技术，其精度要达到亚微米和纳米级。通常把应用微位移技术的系统称为微系统，它由微位移机构、精密检测装置和控制装置三部分组成。本节主要讨论微位移机构及其驱动原理及设计问题。 一、常用的微位移机构 二、微驱动器件 三、柔性铰链 柔性铰链用于绕轴作复杂运动的有限角位移，它的特点是：无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高。利用柔性铰链原理研制的角度微调装置，在3′的角度范围内，达到了10-7（°）的稳定分辨率。近年来，柔性铰链又在精密微位移工作台中得到了实用，并被广泛地用于陀螺仪、加速度仪、精密天平等仪器仪表中。柔性铰链有很多种结构，最普通的形式是绕一个轴弹性弯曲，这种弹性变形是可逆的。 四、精密微动工作台设计要点 （一）设计要求 1）微动工作台的支承或导轨副应无机械摩擦、无间隙。 2）具有高的位移分辨率及高的定位精度和重复性精度。 3）具有高的几何精度，工作台移动时直线度误差要小，即颠摆、扭摆、滚摆误差小，运动稳定性好。 4）微动工作台应具有较高的固有频率，以确保工作台具有良好的动态特性和抗干扰能力。 5）工作台最好采用直接驱动，即无传动环节，这不仅刚性好，固有频率高，而且减少了误差环节。 6）系统响应速度要快，便于控制。 （二）精密微动工作台设计中的几个问题 导轨形式的选择 在微动工作台微位移范围内，要求工作台有较高的位移分辨率，又要求响应特性好。因此要求导轨副导向精度高。 思 考 题 1、何谓导向精度？导轨设计有哪些要求？举出四种导轨组合，并说明其特点。 2、基座与支承件的基本要求是什么？ 3、什么是主轴的回转精度？主轴系统设计的基本要求是什么？ 4、提高主轴系统的刚度有几种方法？ 5、密珠轴系有何特点？ 6、液体动压滑动轴系获得液体摩擦的条件是什么？使用时应注意什么？ 7、气体静压导轨有哪些类型？各有何特点？ 8、什么是微位移技术？柔性铰链有何特点？ 9、采用柔性铰链的微动工作台与其它方案相比有何优点？ 10、微驱动技术有哪些方法？ 11、试述压电效应和电致伸缩效应在机理上有何不同？ 12、试总结各种微位移机构的原理及特点。 * 预祝同学们认真复习，努力学习取得好成绩！ * 谢谢同学们，再见！ * 测 控 仪 器 设 计 考试时间：2014年11月25日 下午2:40-4:40 考核：作业（实验报告）15%+平时考勤15% +闭卷考试70% 题型：选择、填空、名词解释、判断、简答、分析 考试地点：3#104；3#105教室 第一章 测控仪器设计概论 第一节 测控仪器的概念和组成 第二节 测控仪器及其设计的发展状况与趋势 第三节 测量仪器通用术语及定义 第四节 对测控仪器设计的要求和设计程序 习 题 第一节 测控仪器的概念和组成 一、测控仪器的概念 按照系统工程学的观点,生产过程中有三大技术系统: ★? 以能量到能量变换为主的能量流系统 如锅炉, 冷凝器,