《量仪设计》

目 录1

绪论1

一、计量仪器概述1

二、计量仪器的历史1

三、我国计量仪器业的发展2

四、几何量计量仪器目前的概况2

五、计量仪器发展展望3

六、有关本课程的一些说明4

§1-2量仪的技术指标5

§1-1量仪的定义及其测量对象5

第一章量仪设计的基本知识5

§1-3量仪的分类及其特点8

一、按原始信号转换原理分8

二、按量仪的用途分11

三、按量仪的其它特征分11

§1-4量仪的基本组成12

一、按量仪中各部件的用途（功能）来区分12

二、按量仪中各环节对仪器精度的影响程度来区分15

§1-5量仪设计的基本原则15

一、阿贝原则16

二、测量链最短原则17

三、变形最小原则17

四、精度匹配原则18

五、基面统一原则18

六、经济原则19

§1-6量仪设计的一般步骤19

第二章量仪的总体设计22

§2-1设计任务分析22

一、信号转换原理的选择23

§2-2系统设计23

二、设计原理讨论25

三、设计原则考虑35

四、总体原理方案的确定47

五、造型设计51

§2-3主要参数的确定51

一、根据仪器的测量范围来确定主要参数52

二、根据仪器的精度要求来确定54

主要参数54

§2-4总体设计中其它问题的考虑71

一、系统误差73

第三章量仪的误差分析73

§3-1误差的类型和性质73

二、偶然误差75

§3-2原理误差及其减小的方法84

§3-3误差传递的分析方法92

一、原始误差与作用件92

二、微分法93

三、图解法98

四、作用线与瞬时臂法100

五、矢量代数法109

§3-4仪器误差的综合方法114

一、仪器的示值误差与示值的稳定性114

二、仪器总误差的组成116

三、仪器总误差的综合方法116

四、仪器误差的合成举例120

第四章基准与读数显示系统128

§4-1基准部件的功用与类型128

§4-2端面与线纹式基准量部件132

一、端面式基准量部件132

二、线纹式基准量部件135

§4-3光栅与编码器式基准量部件138

一、光栅式基准量部件138

二、编码器式基准量部件142

§4-4感应同步器与磁栅式基准量部件146

一、感应同步器式基准量部件146

二、磁栅式基准量部件152

§4-5光干涉式基准量部件156

一、基本原理156

二、单色光在干涉测长中的应用157

三、激光干涉基准量的特点159

四、激光干涉仪的误差分析与设计要点160

五、激光频率与工作的稳定162

§4-6基准量的细分方法164

一、基准量的光学机械细分方法165

二、基准量的电气细分方法173

§4-7计算装置181

一、功用与类型181

二、模拟式计算装置183

三、以逻辑代数为基础的数字计算电路185

四、计数式数字计算电路187

五、通用计算机在量仪中的应用189

§4-8显示部件192

一、指示式显示部件192

二、记录式显示部件193

三、数字式显示部件195

四、打印式显示部件195

五、其它显示部件196

第五章瞄准与测微系统197

§5-1瞄准部件197

一、机械测头的设计198

二、光学瞄准器的设计202

三、光电瞄准器208

四、电学瞄准器216

五、瞄准部件的设计原则217

§5-2测微装置218

一、机械式测微装置218

二、光学测微装置221

三、电学测微装置224

四、气动式测微装置232

五、机、光、电、气测微装置的综合比较246

§5-3接触式测端的设计247

一、测端的设计247

二、测力机构252

第六章机械结构部件256

§6-1基座与支架256

一、基座与支架的作用及其特点256

二、基座与支架的基本要求257

三、基座与支架的结构设计264

一、导轨设计的基本要求268

§6-2导轨与工作台268

二、导向与定位273

三、滑动摩擦导轨274

四、滚动导轨277

五、液体静压导轨282

六、空气静压导轨286

七、工作台及调准机构289

§6-3主轴系统291

一、主轴系统设计的基本要求291

二、滚动摩擦轴系296

三、滑动摩擦轴系303

四、主轴设计317

§6-4其它部件318

一、水平导轨的卸荷和垂直运动部件的平衡318

二、限位和保护装置320

三、夹持器设计321

第七章线纹比长仪设计举例324

§7-1总体方案选择324

一、被测对象的分析324

二、线纹尺的检定方法325

设计327

三、GGB型光电光波比长仪的总体327

四、零点漂移误差与干涉仪的布局329

五、GGB型光电光波比长仪的基本组成332

§7-2光电光波比长仪的机械结构332

一、对机械结构的主要技术要求332

二、仪器的机械结构333

§7-3主干涉仪的设计335

一、光学系统原理概述335

二、光学退耦问题335

三、干涉系统设计336

§7-4折射率干涉仪的设计339

一、空气折射率的测量方法340

二、折射率干涉仪的设计343

§7-5光电显微镜346

一、方案选择346

二、电路逻辑原理348

§7-6电路逻辑351

一、细分判向电路351

二、脉冲当量变换电路353

三、专用计算机数据处理逻辑355

§7-7仪器的精度分析357

附录量仪的动态特性361

一、量仪动态分析的任务361

二、量仪动态分析的一般方法362

三、一阶环节的动态特性367

四、二阶环节的动态特性369

五、高阶环节的动态特性375

六、接触部件的动态特性377

七、数字式量仪的动态特性382