《测控仪器设计》2015课(第一章).pptVIP

联系方式 任课教师：刘炳国 E-mail: jmyqsj2014@163.com (O): 803 办公地点：制造楼602室 对课程的要求： 精密仪器是利用测量与控制的各种理论，采用机、光、电各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的应用范围广泛的测量仪器。 教材：《精密仪器设计》第 3版 哈尔滨工业大学 浦昭邦 主编天 津 大 学 刘庆纲 考试成绩 期末考试70%. 课堂测验、大作业（课程论文）、出勤率、课堂表现、实验30 %. 第一章 仪器设计概论 课程背景和意义 科学始于测量，没有测量，便没有精密的科学-门捷列夫 仪器的作用与地位 社会经济运行中，仪器是“倍增器” 科学研究中，仪器是“先行官” 军事上，仪器是“战斗力” 现代仪器是当代社会的“物化法官” 仪器总体制造水平是国家综合国力重要标志，是国家的科技发展水平的标志。 第一节 精密仪器的分类和组成 精密仪器测量分类： 几何量计量仪器 热工量计量仪器 机械量计量仪器 时间频率计量仪器 电磁计量仪器 无线电参数计量仪器 光学与声学参数计量仪器 电离辐射计量仪器 二、精密仪器的基本组成 精密仪器的组成 微电子产品视觉检测系统照片 主要技术要求 1、测量范围：200×100×100mm； 2、分辨力：0.05～0.2?m（根据不同光学放大倍数确定）； 3、单轴测量精度：（2+L/100）?m，L为测量长度，单位为mm； 4、瞄准不确定度优于0.5?m，其中瞄刻线≤0.1?m，瞄轮廓≤0.5?m。 5、实现微电子产品外观尺寸检测和缺陷检测。 几何量仪器简介 1)传统几何量测量仪器 2）现代几何量测量仪器 1、传统测量仪器 万工显 测长仪 齿轮测量仪 圆度测量仪 表面形貌测量仪 投影仪 常用工具：量块、线纹尺、千分表、千分尺等 表面形状测量仪 垂直距离、水平距离、两直线夹角、圆弧半径、圆心-直线距离、圆心-圆心距离、直线度、圆度等形位公差参数测量 精度： 垂直±(1+|H|/5000)μm，水平±(2+L/50000)μm； 常用量具 大作业：精密仪器的课程设计 2、现代精密仪器 三坐标测量机 影像式测量仪器 便携式CCM、扫描仪 激光跟踪仪、激光干涉仪、激光雷达 共聚焦显微镜 一、坐标测量机 将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 坐标测量机的新方向——微型/纳米级测量机 微型/纳米级坐标测量机成为研究热点，微型/纳米级坐标测量机的量程多不超过100 mm ×100 mm ×100 mm，分辨率可达纳米级． 其主要特点包括: 1) 采用激光标尺，以实现米定义的溯源; 2) 其关键技术是采用微测头系统获得高探测精度; 3) 采用微晶玻璃等零膨胀系数材料构筑测量机主体测量框架，消除温度的影响; 4) 在结构布局上尽可能符合阿贝原则，减小阿贝误差． 例子：蔡司F25纳米测量机 分辨率7.5nm,精度达250nm 二、影像测量仪 OGP（上海）光学仪器 非接触三坐标测量仪ZIP250和FLASH200 尼康HN-6060 非接触式多测头3D测量系统 ? 配备了高精度激光扫描系统和 SFF（对焦寻形）传感器，再加上接触式探针和内置 TTL 激光 AF 功能、CNC 影像测量系统的光学头，构成完整的多传感器测量系统。 这款高精度 3D 测量仪器的精度可达 1.5+4L/1000 μm 卡尔蔡司多功能复合式测量中心 O-INSPECT综合了最佳的测量技术与光学技术：除了接触式测量系统之外，本测量机还具有光学传感器。 投影仪、显微镜、轮廓仪与三坐标测量机的优势与功能集于一身，最大限度地降低了不同检测仪器测量综合误差，更有效缩短几何测量链 精度（1.9+L/250）μm。 三、便携式CMM、便携式影像扫描仪、便携式激光扫描仪 由于便携式仪器体积小，操作灵活，满足了很多现场使用要求，近年来便携式仪器技术发展迅速，市场上出现了很多先进技术和优秀的产品。 海克斯康测量技术 (青岛) 有限公司 点重复测量精度0.016mm，空间长度0.023mm精度 博吕曼（上海）光学科技有限公司（德国） 博吕曼（ 上海） 光学科技有限公司是德国AICON 3D System公司与德国Breuckmann 公司在中国设立的子公司 专业飞机发动机叶片检测仪b-inspect 可在2分钟之内对飞机发动机叶片完成测量，是速度最快，操作最简便的叶片测量仪器 形创 中国（加拿大） HandyPＲOBE 光笔便携式三坐标 精度：20μm 杭州先临三维——optimScan扫描仪 通过专门三维软件