精细仪器〔用以产生、测量精细量的设备和装置〕.docx

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1、精细仪器用以产生、测量精细量的设备和装置根据测量对象的不同，精细仪器能够划分为下面几类：几何量精细仪器主要包括检测各种几何量的精细仪器，如立式测角仪、激光干预比长仪、经纬仪、三坐标测量机、圆度仪、轮廓仪和扫描隧道显微镜等测量仪器。热工量精细仪器主要包括温度、湿度、压力、流量检测精细仪器，如各种气压计、真空计、多波长测温仪表、流量计和高度表等。机械量精细仪器主要包括各种测力仪器、应变仪、加速度与速度测量仪、转矩测量仪、振动测量仪、万能材料实验机和布氏硬度计等。时间频率精细仪器主要包括各种计时仪器与仪表、原子钟、时间频率测量仪等。电磁精细仪器主要用于测量各种电量和磁量，如电流表、电压表、功率表、电

2、阻测量仪、电容测量仪、静电仪和磁参数测量仪等。无线电精细仪器主要包括示波器、信号发生器、相位测量仪、频谱分析仪和动态信号分析仪等。光学与声学精细仪器主要包括光谱仪、光度计、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪、噪声测量仪和声呐测量仪等。电离辐射精细仪器主要包括各种放射性、核素计量、X和等射线计量仪器等。1精细仪器技术内容编辑播报1机械技术仪器各部分的安装固定，仪器测量精度、定位精度和运动精度的保证，由精细机械系统来实现和完成。精细仪器的测量控制对象也通常为机械构造的运动量。2电子技术实现信号的转换、传输、放大。研究对象包括：测量电路：实现信号的转换。计算机控制：包括信号处理分析，以及在此

3、基础上的自动控制发出控制指令。伺服驱动：电子与机械部分的接口，按控制指令的要求控制被控对象实现预定的动作。3光学技术利用各种光学原理，实现对被测量的转换、放大、投影、显示、传输等。传统的光学系统是与机械技术相结合实现其功能的，当代的光学系统又结合了电子技术，实现光学信息的处理和控制。光、机、电技术相结合进一步扩大了当代精细仪器的应用领域。1精细仪器组成编辑播报精细仪器种类繁多、构造各异。对于用于测量的精细仪器而言，可将其构造分为基准、感受转换、转换放大传输、瞄准/读数、数据处理、显示记录、驱动控制、机械构造等八大功能部件。但并不是讲一台精细仪器中必须包含上述八大功能部件，而是应根据仪器功能的要

4、求有所选择。1基准部件基准部件为测量提供标准量，测量结果均须与之比拟方能得到准确的测量值。因而，它是决定精细仪器精度的主要环节。基准器件的种类很多，如用于几何量长度和角度测量的标准器件：量块、精细测量丝杠、线纹尺、度盘、多面棱体、多齿分度盘、光栅尺盘、磁栅尺盘、感应同步器、光波等。对于复杂参数，有渐开线样板、外表粗糙度样板等标准件，还有提供标准运动的标准圆运动、渐开线运动和齿轮运动装置。此外还有标准硬度块、频率计，以及时间、照度、流量、色度、激光参数、温度、测力、称重等标准。可根据需要选取。2感受转换部件感受转换部件感受被测量，拾取原始信号以便进一步转换、处理和分析。其精度直接影响整个仪器的精

5、度。有的仪器的感受转换部件仅起感受原始信号的作用，有的同时还进行一次信号的转换。感受转换部件有两大类：一类为接触式的，如各种机械式探头；一类为非接触式的，如气动非接触测头、光学探头、红外线、涡流测头、拾音器等。3转换放大传输部件转换放大传输部件将感受转换来的微小信号，通过各种原理光、机、电、气进一步转换和放大，成为观察者或其下一部件可直接接收的信号，如显示或进一步加工处理。4瞄准/读数部件瞄准/读数部件感受被测量/标准量，用以对零/读数。瞄准部件用以感受被测量，要求指零准确，一般不做读数用，故不要求其灵敏度。读数部件用以感受标准量，由它产生测量结果。在实际测量中，二者又是可互换，而不是绝对的。

6、但有的仪器二者不能互换。5数据处理部件数据处理部件对测量数据进行加工、校正、计算等处理。通常由微处理器、微机来完成。6显示记录部件显示记录部件用来显示和存储测量结果，包括的种类很多，如指针表盘、记录器、数字显示器、打印机、荧光图像显示器以及各种ROM和RAM存储器、磁盘、CF和SD等各种存储卡。7驱动控制部件驱动控制部件驱动测量部分的测头移动或驱动工作台实现测量动作；在自动检测仪器中，其对数据处理部件的输出测得的误差量进行放大转换，驱动执行元件实现系统的动作。8机械构造部件机械构造部件是用以保障其他部件功能实现的连接、支承、保护、限位、移动导向的机械构造。主要有基座、支架、导轨、工作台、轴系以

7、及其他部件，如微调、锁紧、限位、保护等机构。它是仪器中不可缺少的部件，其精度有时对仪器精度的影响起决定作用。1精细仪器技术指标编辑播报技术指标是用于反映精细仪器性能和功用的一些详细数据，它既是设计精细仪器的基本根据，又是检验成品质量的重要根据。技术指标与仪器的用处、功能、特点等有关，不同类型的仪器设备具有不同的技术指标。技术指标能够归纳为下面几个方面。1反映设计工作的性能详细是指仪器设备的各种功能，例如加工范围、运动范围、速度范围、测量范围、显示功能、打印数据功能等。2反映仪器设备的精度例如加工精度、外表粗糙度、制造精度、刻划精度、测量精度、示值误差、分辨力、灵敏度等。3反映仪器设备的自动化程

8、度例如数控、微机控制、全自动、半自动、计算机自动处理等。4反映仪器设备的效率例如生产率、检验率等。5反映仪器设备的可靠性可靠性是指定产品在给定的时间内和规定的条件下完成规定功能的一种能力，能够理解为产品的技术性能在时间上的延续性、稳定性或重复性。6反映仪器设备的维修性维修性指维修产品的难易程度，是衡量产品发生故障后能够迅速修复并恢复功能的一种指标。7反映仪器设备的安全性安全性是讲明产品质量特性的一项重要指标，从设计开场就应当认真对待。8反映仪器设备的质量、尺寸等该指标对生物医学以及航空航天仪器设备尤其重要。2精细仪器设计内容编辑播报在精细仪器的设计中需要考虑的主要问题包括功能、性能、精度、经济

9、实用和外观等方面。1功能方面在精细仪器的详细设计经过中，需要考虑的因素或者要求有时可能很多，但首先要知足的是功能要求，例如仪器的检测、信号分析、数据传输、数据处理、误差修正、故障诊断、控制、显示、存储、记录、打印功能等。2性能方面要使精细仪器在一定的使用条件下和一定的时间内有效地实现其预期的性能，必需要求仪器工作安全可靠，操作维修方便。因而精细仪器所使用的零部件应当具有相应的强度、刚度、振动稳定性和时间稳定性等。3精度方面精度是精细仪器最重要的技术指标之一，设计时必须保证精细仪器在正常工作条件下能够到达所要求的精度指标。例如有传感器的精度、工作台的运动精度、导轨的导向精度、控制系统的精度、转换

10、电路的精度、运算精度等。4经济实用方面精细仪器产品的经济性要求既是增加产品市场竞争力、博得用户的需要，也是节约社会资源、提高社会效益的需要。提高产品的经济性是以寿命周期成本最低为目的的，要求组成精细仪器的机械、电子、光学零部件，能够最经济地被制造出来，使得零件的构造简单、工艺性好、价格低廉、实用性强。5外观方面随着科技水平的提高，人们对产品外观的审美意识越来越强，尤其是新研发的各类仪器仪表。仪器外观品质的好坏，直接反映了一个企业的实力和对细节的注重，间接地反映了企业的生产状况及服务质量，还有可能影响到测量的效果。因而在设计精细仪器时应使其造型美观大方、色泽柔和，尤其要处理好一些细节的问题。2精

11、细仪器发展趋势编辑播报精细仪器的发展趋势能够概括为下面几个方面：1精细仪器的构造向光机电整合方向发展光机电整合本质上是一个高度跨领域整合的工程技术，包括机电整合、光电技术、光机整合乃至微机电或微光机电系统等几大领域，光电、机电或光机组件或系统皆是当代精细仪器的基本构成要素。2精细仪器的尺寸向微型化方向发展纳米级的精细机械研究成果、基因层次的生物学研究成果、新型微型传感器研究成果，以及特种功能材料研究成果不断涌现，为精细仪器向微型化方向发展提供了技术支持。3精细仪器的通信向网络化方向发展以因特网为代表的网络技术的出现以及与其他高新科技的相互融合，不仅已开场将智能互联网产品带入当代生活，而且也为精细仪器技术带来了史无前例的发展空间和机遇，具备网络功能的新型精细仪器应运而生。4精细仪器的功能向虚拟化方向发展美国国家仪器公司最先提出了“软件就是仪器的设计思想，虚拟精细仪器技术突破了传统精细仪器的概念框架，得到了很快的发展。相比而言，虚拟精细仪器对被测量的处理和计算能够更复杂，速度更快，测试结果的表达方式愈加丰富多样，能更方便地存储和交换测试数据，价格低并且技术更新越来越快。精细仪器的智能化和高科技化，必将成为将来精细仪器科技与产业发展的主流。3