第一章 测控仪器的设计概论 测控仪器的设计 .ppt

;第一章 测控仪器设计概论;测控仪器的概念;测控仪器的分类; 5. 电磁量计量仪器 测量对象：用于测量各种电量和磁量的仪器，如各种交、直流电流表、电压表、功率表、电阻测量仪、电容测量仪、静电仪、磁参数测量仪等。 6. 无线电参数测量仪器 测量对象：如示波器、信号发生器、相位测量仪、频率发生器、动态信号分析仪等。 7. 光学与声学量测量仪器 测量对象：如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪等。 8. 电离辐射计量仪器 测量对象：如各种放射性、核素计量，x、γ射线及中子计量仪器等。 ;; 图1-1 微电子产品视觉检测仪三维效果图 ;工作原理： Z向运动具有自动调焦功能，通过计算机对CCD摄像器件摄取图像进行 分析，用调焦评价函数来判断调焦质量。被检测的印刷线路板或IC芯片 的瞄准用可变焦的光学显微镜和CCD摄像器件来完成。摄像机的输出经图 像卡送到计算机进行图像处理实现精密定位和图像识别与计算，并给出 被检测件的尺寸值、误差值及缺陷状况。 ; 图1—2 微电子产品视觉检测仪组成框图;基准部件 测量的过程是一个被测量与标准量比较的过程，因此，仪器中要有与被测量相比较的标准量，标准量与其相应的装置一起，称为仪器的基准部件。 有的仪器中无标准器而是用校准的方法将标准量复现到仪器中。标准量的精度对仪器的测量精度影响很大，在大多数情况下是1∶1，在仪器设计时必须予以重视。 ;传感器与感受转换部件 测控仪器中的传感器是仪器的感受转换部件，它的作用是感受被测 量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。 不同测量对象可以用不同测量原理的传感器进行感受与转换，因此正 确选用和设计传感器是十分重要的，通常要遵守仪器设计的精度原则和经 济原则等。 常用的传感器有机械式、电子式、光电式、光学式、声学式、压电式 等等，有数千种，选用时一定要分析清楚其工作原理、精度指标、测量范 围、使用场合、特点和成本。同时一定要注意要按照被测参数的定义来选 用和设计传感器。 ;放大部件; 瞄准部件 用??确定被测量的位置(或零位），要求瞄准的重复性精度要好。 信息处理与运算装置 数据处理与运算部件主要用于数据加工、处理、运算和校正等。可以利用硬件电路、单片机或微机来完成。 显示部件 显示部件是用指针与表盘、记录器、数字显示器、打印机、监视器等将测量结果显示出来。;驱动控制器部件 驱动控制部件用来驱动测控系统中的运动部件，在测控仪器中常用步进电机、交直流伺服电机、力矩电机、测速电机、压电陶瓷等实现驱动。控制一般用计算机或单片机来实现，这时要将一个控制接口卡插入到计算机的插槽中。 机械结构部件 仪器中的机械结构部件用于对被测件、标准器、传感器的定位，支承和运动,如导轨、轴系、基座、支架、微调、锁紧、限位保护等机构。所有的零部件还要装到仪器的基座或支架上,这些都是测控仪器必不可少的部件，其精度对仪器精度影响起决定作用。;第二节 测控仪器设计的发展状况与趋势;（3）高智能化 在信息拾取与转换、信息测量、判断和处理及控制方面大量采用微处理器和微计算机，显示与控制系统向三维形象化发展，操作向自动化发展，并且具有多种人工智能从学习机向人工智能机发展是必然的趋势。 ;（5）开发新原理 随着科学技术的发展，需要测量的极端参数（超高压、超高温、超低温、超大尺寸、原子空间）和特种参数（识别颜色、气味）也在增加，要求也更奇特，因此要不断研究新原理、开发新仪器。如仿生仪器等。 （6）动态测量 研究的对象已经从静态转入动态，如研究原子的价态、分子结构和聚集态、固体结晶形态、生命化学物理进程的激发态的现场实施检测手段，需要研究超快时间和超高空间的分辨技术。; 测控仪器的演变;;;;*/327;;;*/327;*/327;*/327;;;*/327;*/327;齿轮的“大”与“小”;;CNC卧式圆柱坐标测量机; 典型测量仪器——三坐标测量机;;◎坐标测量机;;便携式关节测量机;;关节式测量机测量汽车车身外壳 (1);关节式测量机测量汽车车身外壳（2）;便携式关节臂测量机的应用;便携式关节臂测量机的应用;双（单）激光干涉仪 ;单站激光跟踪干涉仪;激光跟踪干涉仪精度标定;激光跟踪干涉仪动态精度实验;;激光跟踪干涉仪在车间的应用;;汽车车身多视觉测量站;世界上最小的广告;纳米齿轮模型 ;纳米机器人在清理血管中的有害堆积物;扫描隧道显微测量（STM）;;;早期的电子显微镜;现