测控仪器设计第2章——第3节.pptVIP

第二节仪器误差的来源与性质P423.求作用线l2－l2上的总作用误差作用线l2－l2与l1－l1之间直线传动比作用线l2－l2上的总作用误差依据作用误差沿作用线之间传递的，有作用误差转换为测量拖板的位移误差测量拖板的位移方向s与作用线l2－l2的方向不一致，夹角为，根据作用线与位移线之间的关系，测量拖板的位移误差为其次求运动副之间作用误差的传递规律（四）数学逼近法评定仪器实际输出与输入关系方法：测量（标定或校准）－－测出在一些离散点上仪器输出与输入关系的对应值，应用数值逼近理论，依据仪器特性离散标定数据，以一些特定的函数（曲线或公式）去逼近仪器特性，并以此作为仪器实际特性，再将其与仪器理想特性比较即可求得仪器误差中的系统误差分量。常用代数多项式或样条函数，结合最小二乘原理来逼近仪器的实际特性。代数多项式逼近法数学上已经证明，闭区间上的任意确定性连续函数可以用多项式在该区间内以所要求的任意精度来逼近。据此，仪器的输出与输入关系能够用一个连续多项式函数来描述，拟合模型为为待定系数，和为仪器输入和输出，m为多项式次数。例2-8某一标准电阻温度传感器静态标定实验数据组，为温度，为温度传感器输出电压。温度电压1.503511.242120.973240.696790.415920.12556-0.1705423.0022.0021.0020.0019.0218.0117.036543210i在此，以三次多项式拟合该温度传感器的特性方程。将电压作为输入，温度作为输出，由标定数据用Matlab求解，得温度传感器静特性方程为图2—23温度传感器的特性曲线**设计生产使用原理误差?系统误差制造误差运行误差?随机误差仪器误差：指仪器本身所具有的误差。在仪器制成以后，在规定的使用条件之下，仪器误差就已经基本确定。仪器误差产生的原因：复习原理误差总结：（1）采用近似的理论和原理进行设计是为了简化设计、简化制造工艺、简化算法和降低成本。在有些情况下，是由于理想的原理在设计中难以实现。（2）原理误差属于系统误差，使仪器的准确度下降，应该设法减小或消除。（3）减小或消除原理误差的方法：采用更为精确的、符合实际的理论和公式进行设计和参数计算。研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。

?例如凸轮机构，用半径等于顶杆球端半径的刀具来加工采用误差补偿措施。原理误差属于系统误差，通过研究其规律，可以补偿掉。复习制造误差总结：属于随机误差。始终存在，无法消除。控制方法包括：提高加工精度和装配精度合理分配误差和确定制造公差。正确应用仪器设计原理和设计原则，如阿贝原则，变形最小原则等合理确定仪器的结构参数合理的结构工艺性设置适当的调整和补偿环节运行误差总结：仪器在使用过程中产生的误差，属于随机误差。始终存在，无法消除。复习第三节仪器误差的分析如何进行仪器误差分析：寻找仪器误差源；分析计算各个源误差对仪器精度的影响；精度综合。根据②所得到的结果估计仪器的总误差，并判断仪器总误差是否满足设计要求。

满足?设计成功；不满足?设计失败，需要进行调整。仪器误差分析的目的：正确地选择仪器设计方案；合理地确定仪器结构和技术参数；为设置误差补偿环节提供依据。精度：是误差的反义词。误差大??精度低；误差小??精度高所以，仪器误差分析又称为仪器精度分析P33难点一、误差分析的理论基础：误差独立作用原理除仪器输入以外，另有影响仪器输出的因素。假设某一因素的变动（源误差）使仪器产生一个附加输出，称为局部误差。局部误差影响系数源误差误差独立作用原理的内容：一个源误差仅使仪器产生一个局部误差。局部误差是源误差的线性函数，与其他源误差无关。仪器总误差是局部误差的综合。意义：根据误差独立作用原理，在进行仪器误差分析时，可以：1）首先计算每个源误差所造成的局部误差；2）然后将每个局部误差综合成仪器总误差。注意：误差独立作用原理是近似原理，但在大多数情况下都能适用。仪器总误差P33例2-1激光干涉测长仪的误差分析与计算当干涉仪处于起始位置，其初始光程差为，对应的干涉条纹数为当反射镜M2移动到M