测控仪器制造——课件.pptVIP

精度是测控仪器的生命。精度分析和精度设计是仪器设计的重要内涵。随着科学技术的发展，对仪器的精度也提出了越来越高的要求。仪器精度的高低是衡量仪器设计质量的关键。2009年9月，Intel总裁兼CEOPaulOtellini展示世界上第一块基于22nm工艺的晶圆。该晶圆上的每个指甲盖大小的单独硅片内都集成了多达29亿个晶体管。↓努力于2016年实现10nm工艺。1

在2012年的IDF（IntelDeveloperForum，英特尔信息技术峰会）上，Intel高管MarkBohr对他们的14nm工艺进程进行了介绍，并阐述了公司近年来工作制程的发展。据悉，Intel有望在2013年晚些时候引入14nm工艺——P1272进行大批量生产。从曝光的PPT来看，从2015年开始，Intel将会陆续升级10nm，之后则是7nm甚至是5nm。如果一切顺利的话，我们有望在2015年看到Intel的10nm工艺，2017年是7nm，而5nm将在7年之后的2019年正式驾到。2

5nm≈17个硅原子大小！3

概念—纳米：1nm=10-9m表皮层放大10000倍4上皮组织

人体组织的纳米世界：培育6天后的人体胚胎卵细胞5

人体组织的纳米世界：血液凝块大脑神经元6

人体组织的纳米世界：小肠绒毛头发7

纳米微加工8

一、精度及其重要性精度：是误差的反义词，精度的高低是用误差的大小来衡量的。误差大，精度低；反之，误差小，精度高。精度的重要性：无论是精密仪器还是精密机械设备，其自身的精度都是一项重要指标。仪器精度的高低是衡量仪器设计质量的关键。仪器的精度是一种定性的概念。定量地表征仪器的精度水平应由一些精度指标来体现，如：（1）静态精度指标：示值误差、重复性误差、回程误差、灵敏度等；（2）动态精度指标：稳态响应误差、瞬态响应误差等。9

二、精度分析的目的v仪器误差的客观存在性：决定了仪器的精度无论多高，总存在误差。v找出产生误差的根源和规律，分析误差对仪器设备的精度的影响，以便合理的选择方案、设计结构、确定参数、设置必要的精度调整和补偿环节，从而在保证经济性的基础上达到理想的精度。v精度分析是仪器设计中的重要一环，通常贯穿于仪器设计、制造和使用的全过程。10

三、精度分析的定义及其所涉及内容ü精度分析的定义：既指仪器中各个零部件误差的合成，也指仪器设计中公差的分配和主要条件的制定，甚至包括考虑为进一步减小仪器误差而需要采取的技术措施，如误差的调整方法，补偿件的设计等等。从设计角度看，仪器设计也包括精度的设计，即：需要合理地确定仪器各个部件乃至零件的精度要求。11

ü精度分析的内容：随着精密计量测试技术的发展，近代的精密仪器大多由光学、机械、电子学和计算机相结合来进行测量或控制的。所以精度分析的内容自然包括：仪器的机械系统、光学系统、电子线路和计算机的精度分析。其中机械系统的精度理论较为成熟，而光学、电子系统稍差，对于某些光学系统和电子部件，有时需要实验来确定其精度。12

四、精度分析的理论依据——仪器精度理论仪器精度理论是研究仪器误差、进行仪器精度分析的重要理论依据。仪器精度理论的基本内容包括：①分析影响仪器精度的各项误差来源及特性；②研究误差的评定和计算方法；③研究误差的传递、转化和相互作用的规律；④确定误差合成与分配的原则和方法以及对仪器精度进行测试等，从而为仪器结构设计和特件参数的确定提供可靠的依据。13

第二章仪器精度理论第一节仪器精度理论中的若干基本概念第二节仪器误差的来源与性质第三节仪器误差的分析第四节仪器误差的综合第五节仪器误差的分析合成举例第六节仪器精度设计14

第一仪器精度理论中的若干基本概念一、误差人们对于被测参数的真实值的认识，随着实践经验的积累以及科学技术的进步将愈来愈接近。测量的最终目的就是求得被测值的真实值。但是，真值是不可能测量到的，这是由于测量过程中始终存在着各种各样的影响因素。这些影响因素的差异和变化，使被测值和真实值之间始终存在着差别，这一差别就是误差。我们设法改进检测工具和实验手段，并通过对检测数据的误差分析和处理，使测量误差处在允许的范围之内，或者说，达到一定的测量精度。这样的测量结果就被认为是合理可信的。求知测量误差的目的就在于用来判断测量结果的可靠程度。15

（一）误差定义：测量值与其真值之间的差误差特性：1.客观存在性：无论所采用的测量手段的精度多么高，误差始终存在。2.不确定性：多次重复测量，所得到的测量值并不完全相等。3.未知性：因为通常测量真值未知。引出问题：如何确定测量真值：1.理论真值：设计时给定或者可以用数学、物理方程计算得到杆秤：精度为“钱”=5g2.约定真值：如阿伏伽德罗常数值=6.0221367X10mol-123电子秤：可精确到0.1g3