現(xiàn)代精密儀器設(shè)計第二章-總體設(shè)計

精密儀器設(shè)計

DesignofPrecisionInstrument第三講編輯ppt本章內(nèi)容：

§2.1

設(shè)計方法概述§2.2

設(shè)計任務(wù)分析§2.3

主要參數(shù)指標(biāo)§2.4

總體方案制定第二章精密儀器總體設(shè)計編輯ppt意義——總體設(shè)計是戰(zhàn)略性、方向性、把握全局性的設(shè)計。儀器功能與性能成敗的關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)—— 先進(jìn)性——原理、結(jié)構(gòu)（世界競爭）； 經(jīng)濟(jì)性——加工和裝配，性能和價格比； 實用性——操作方便，適合中國國情?？傮w設(shè)計對設(shè)計師要求很高：

既要趕超世界水平、又要符合中國國情；

技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理；

使用方便、維修簡便。第二章精密儀器總體設(shè)計編輯ppt實例：XWY-1型動物纖維細(xì)度測量儀先進(jìn)性——精密機(jī)械－顯微鏡－數(shù)字CCD－計算機(jī)邊緣提取、角點鏈碼、亞像素定位經(jīng)濟(jì)性——專業(yè)光源普通光源實用性——自動測量、顯示與打印輸出編輯ppt性能參數(shù)XWY－1OFDA100測量范圍4～300m3～300m測量速度最大可達(dá)130根/s20s～50s內(nèi)2000～5000根測量重復(fù)性小于0.15m小于0.22m相對誤差小于0.6%無長期測量穩(wěn)定性小于0.15m無技術(shù)先進(jìn)性對比與國外同類儀器相比，價格大幅度降低，每臺儀器價格僅相當(dāng)于進(jìn)口儀器（約50萬元人民幣）1/3；儀器已銷售到張家港、內(nèi)蒙、寧夏、新疆等單位，檢測速度較國內(nèi)常規(guī)檢測方法快100倍以上，且降低檢測人員技術(shù)要求，為檢測部門節(jié)約大量人力。經(jīng)濟(jì)效益分析編輯ppt指導(dǎo)思想——

原理正確

技術(shù)先進(jìn)

實踐可行

經(jīng)濟(jì)合理

產(chǎn)品競爭力(效率、壽命、造型)總體設(shè)計不合理競爭中被淘汰編輯ppt

§2.1設(shè)計方法概述設(shè)計意義、作用和影響評估，從——產(chǎn)品質(zhì)量；經(jīng)濟(jì)價值；進(jìn)程速度三個方面體現(xiàn)。設(shè)計科學(xué)與設(shè)計方法學(xué)是一門新興學(xué)科！設(shè)計科學(xué)是設(shè)計領(lǐng)域中邏輯關(guān)系的綜合。找出最佳方案保證設(shè)計質(zhì)量減小設(shè)計冒險度從事創(chuàng)造性設(shè)計從經(jīng)驗設(shè)計

科學(xué)設(shè)計

設(shè)計方法（決策、技術(shù)）企業(yè)/產(chǎn)品成敗一、儀器設(shè)計方法編輯ppt系統(tǒng)工程有限元(FEM)

價值工程優(yōu)化設(shè)計可靠性設(shè)計

計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)設(shè)計方法與理論——1.系統(tǒng)工程設(shè)計系統(tǒng)——按一定秩序分布的各元素的總體。工程——產(chǎn)生一定效能的方法。信息獲取信息處理信息數(shù)據(jù)給定系統(tǒng)工程的工作過程編輯ppt

產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)工程的工作流程編輯ppt2.優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容比較豐富，只介紹三次設(shè)計技術(shù)目的——將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計過程中，以獲得比較合理設(shè)計參數(shù)系統(tǒng)輸入結(jié)構(gòu)集合參數(shù)集合最優(yōu)設(shè)計參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)設(shè)計允差設(shè)計三個階段編輯ppt(1)系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)技術(shù)人員按設(shè)計產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和各元器件中心值及誤差進(jìn)行設(shè)計；主要采用傳統(tǒng)設(shè)計方法——試驗方法、經(jīng)驗公式和設(shè)計者經(jīng)驗；只要設(shè)計達(dá)到要求，即結(jié)束（未考慮優(yōu)化問題）。(2)參數(shù)設(shè)計——新的設(shè)計技術(shù)目的——龐大組合關(guān)系中找出最好參數(shù)搭配關(guān)系，使質(zhì)量最穩(wěn)定可靠。方法——利用非線性技術(shù)以及多種因素搭配關(guān)系的優(yōu)選技術(shù)。結(jié)果——改變第一次設(shè)計的中心值，提高精度和穩(wěn)定性。手段——應(yīng)用正交表，在計算機(jī)上完成。編輯ppt(3)允差設(shè)計目的——找出對系統(tǒng)性能影響大的重要元件，分析計算；

找出高質(zhì)量、低成本的合理設(shè)計方案。最佳平均值三次設(shè)計后：產(chǎn)品質(zhì)量質(zhì)量正態(tài)分布編輯ppt3.可靠性設(shè)計可靠性——是在規(guī)定時間和條件下，完成規(guī)定功能的概率。用可靠度、失效率、壽命、維修度及有效性等表征?！a(chǎn)品分析、設(shè)計、試驗、統(tǒng)計和管理

(1)可靠性分析——可靠性基礎(chǔ)內(nèi)容之一。不同角度分析、建立數(shù)學(xué)模型、邏輯圖、分析各部件原理關(guān)系等。(2)可靠性設(shè)計可行性研究——達(dá)到目標(biāo)眾多途徑與手段中選最優(yōu)一種，工程決策可靠性設(shè)計——失效形式、后果與致命度可靠性預(yù)計與分配。結(jié)構(gòu)、漂移及兼容改進(jìn)安全與維修設(shè)計編輯ppt(3)可靠性試驗確定可靠性特征量；發(fā)現(xiàn)設(shè)計、材料、工藝的缺陷；提供可靠性數(shù)據(jù)以備后用破壞性非破壞性試驗方法！產(chǎn)品復(fù)雜度不同，試驗條件、抽樣方法、數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計方法不同需要特別聲明。(4)可靠性評定(5)可靠性管理管理工作與技術(shù)規(guī)范等均屬可靠性管理工作。點估計法區(qū)間估計法統(tǒng)計方法儀表工業(yè)——技術(shù)高、品種多、材料新、工藝新，可靠性尤為重要編輯ppt可靠性計劃各階段流程圖編輯ppt4.計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛——輸入、設(shè)計、計算、繪圖、縮放、識別等。人——機(jī)合作最大限度發(fā)揮人與機(jī)的功能創(chuàng)造性——人來完成

（機(jī)器無法代替）常規(guī)性——機(jī)器完成有限元……（FEA，F(xiàn)initeElementAnalysis）的基本概念是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。編輯ppt二、新產(chǎn)品設(shè)計試制過程

1.產(chǎn)品設(shè)計三種類型

創(chuàng)新性設(shè)計；適應(yīng)性設(shè)計；變型設(shè)計

1982年，IBM發(fā)明了掃描隧道顯微鏡（STM）－觀察到原子在物質(zhì)表面排列，被認(rèn)為80年代世界10大科技成果，1986年獲得諾貝爾物理獎。

1986年，美國發(fā)明原子力顯微鏡（AFM）達(dá)到原子級分辨率。市場前景廣闊：~1994年生產(chǎn)1400臺，2.8億。原始創(chuàng)新！(1)創(chuàng)新性設(shè)計——開發(fā)新產(chǎn)品市場需要

擬定設(shè)計原理、方案

特點——要進(jìn)行理論探討、試驗，有類似儀器參考。

編輯ppt(2)適應(yīng)性設(shè)計——科研工作有儀器參考。

特點——保留原儀器原理方案個別零部件重新設(shè)計。(3)變型設(shè)計——通常在工廠如Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等。

特點——原產(chǎn)品比較好改動尺寸或布局。創(chuàng)新設(shè)計－－創(chuàng)新性開發(fā)新產(chǎn)品適應(yīng)性設(shè)計－－在保留原理方案的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)部件重新設(shè)計變型設(shè)計－－在原產(chǎn)品的功能、方案原理和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，改變尺寸大小和結(jié)構(gòu)布局，系列化。編輯ppt2.新產(chǎn)品的設(shè)計試制

原則——技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡單容易加工制造使用操作維修方便安全、美觀性價比好等編輯ppt新產(chǎn)品設(shè)計試制過程

計劃任務(wù)分析決策總體設(shè)計任務(wù)書方案設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計零部件設(shè)計技術(shù)文檔說明書總體報告組成原理方案比較設(shè)計圖實現(xiàn)方法存在難點解決方法試制成本評估研制報告鑒定（文件）批量生產(chǎn)[系統(tǒng)/市場/股票分析員]編輯ppt新產(chǎn)品設(shè)計試制進(jìn)程編輯ppt新產(chǎn)品設(shè)計四階段：(1)關(guān)鍵技術(shù)分析——由試驗獲取設(shè)計數(shù)據(jù)，同時驗證理論是否可行；[光刻機(jī)－機(jī)械、光點、掩膜等](2)模擬試驗裝置設(shè)計與試制[轉(zhuǎn)臺－機(jī)械、電控等]；(3)樣機(jī)設(shè)計與試制；(4)定型設(shè)計與試制?？傮w設(shè)計——是一個反復(fù)設(shè)計的過程，要經(jīng)過理論實踐理論再實踐反復(fù)過程，不可能一次完成。！編輯ppt

§2.2設(shè)計任務(wù)分析目的——了解設(shè)計任務(wù)各種要求，收集資料；

分析設(shè)計的關(guān)鍵，分清主次；設(shè)計方案比較；提出設(shè)計技術(shù)指標(biāo)。內(nèi)容——使用要求精度

批量生產(chǎn)效率工作環(huán)境安全保護(hù)編輯ppt1.使用要求

§2.2設(shè)計任務(wù)分析（1）一定范圍內(nèi)有效地實現(xiàn)預(yù)期功能要求——儀器本身角度（2）搞清楚使用對象

“用戶是上帝”——操作者角度（3）提出各項設(shè)計技術(shù)指標(biāo)“儀器設(shè)計出發(fā)點和歸宿”——設(shè)計者角度X－Y－Z三自由度三坐標(biāo)測量機(jī)X－Y兩自由度萬能工具顯微鏡一個方向移動阿貝測量儀自由度儀器類型不同使用要求，其方案結(jié)構(gòu)不相同編輯ppt2.精度——儀器設(shè)計的關(guān)鍵精度直線位移精度主軸回轉(zhuǎn)精度圓分度精度中1－10μm1—10μm1—10"高0.1－1μm0.1－1μm0.2—1"超高<0.1μm<0.1μm<0.2"可分三類：中

高

超高精度要求不同，方案差異很大，甚至原理不同，價格差距懸殊。！編輯ppt由精度要求，合理選擇方案——精度/經(jīng)濟(jì)性

匹配高精度方案低精度方案低精度儀器高精度儀器不經(jīng)濟(jì)達(dá)不到要求╳編輯ppt3.批量——決定于市場需要批量不同——方案不同、加工方法也應(yīng)有所不同單件小批——多采用通用機(jī)床，盡量少采用鑄件；批量——專用機(jī)床、夾具、鑄、鍛件；零部件系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化

提高效率、降低成本。4.生產(chǎn)效率——單位時間加工（測量、檢測）工件數(shù)效率的確定應(yīng)考慮與自動化相關(guān)聯(lián)。編輯ppt室外——環(huán)境差如：攪拌機(jī)；注意：防塵、防油、防腐等室內(nèi)——條件好如：高精度儀器（超凈室、隔音、防震等）；

地理位置——經(jīng)緯儀，注意：“南熱/北冷”影響。6.安全保護(hù)儀器首先是安全，特別是人身安全！不同儀器，應(yīng)采取不同措施——（1）用殼保護(hù)，如：高壓、放射性、有毒氣體等；（2）操作安全——接地；（3）儀器本身安全，如：過載保護(hù)、限位、停電保護(hù)等[轉(zhuǎn)臺]。5.工作環(huán)境工作環(huán)境不同，儀器結(jié)構(gòu)差異也很大?！駝?、溫度、濕度、凈化度、天氣等編輯ppt

§2.3主要參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)通常用戶——只能提出使用要求：

例如——用戶提出要測64K集成電路的儀器。這不能作儀器設(shè)計起始數(shù)據(jù)，應(yīng)經(jīng)設(shè)計者“翻譯”成正式的儀器設(shè)計要求。64K線寬2.5μm儀器精度<1μm編輯ppt一、精密機(jī)械設(shè)備與儀器的技術(shù)指標(biāo)

（1）工作性能——加工（測量）對象尺寸范圍、運動參數(shù)以及自動化程度等（2）精度——精確度、分辨率、靈敏度、重復(fù)精度等（3）效率——如生產(chǎn)（檢測）效率（4）可靠性——平均故障間隔時間（MTBF）（5）維修性——平均修理時間（MTTR）（6）安全性——1-P，P為故障概率（7）外形尺寸、重量性/價最佳性能——追求高指標(biāo)價值——追求高利潤設(shè)計者編輯ppt二、確定設(shè)計參數(shù)與指標(biāo)的方法

1.根據(jù)設(shè)備的用途用戶提出的是使用要求，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)用戶使用要求轉(zhuǎn)換成設(shè)計工作所需的指標(biāo)。依據(jù)——經(jīng)驗、試驗、統(tǒng)計、專用或者通用。2.根據(jù)加工（測量）對象的主要尺寸根據(jù)加工（測量）對象主要尺寸確定儀器的主要指標(biāo)。（1）微細(xì)加工設(shè)備

硅片＝3′′4′′5′′行程>?75?100?1251英寸=25.4mm（2）三坐標(biāo)測量機(jī)主孔

工件<600mm小型600—2m中型>2m大型編輯pptS>Rmax（3）顯微鏡工作距編輯ppt3.根據(jù)加工（測量）的精度要求確定主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)（1）參數(shù)本身對精度影響——設(shè)計時取不同參數(shù)對儀器產(chǎn)生不同精度。光學(xué)測頭杠桿比(l2/l1)確定：

l1——光學(xué)杠桿長度；

l2——機(jī)械杠桿長度；

l3——顯微工作尺寸；編輯ppt編輯ppt（2）力變形對儀器精度影響

——某些參數(shù)由于受力變形對精度影響很大三坐標(biāo)測量機(jī)受力變形對精度影響機(jī)型分析——不同結(jié)構(gòu)形式受力不同，變形對精度影響也不同，故應(yīng)根據(jù)設(shè)計精度選型。懸臂式——變形大

精度<0.01mm/m橋式、龍門式——剛性好主軸式——適于小型測量機(jī)臥軸式——適于中型及精密測量機(jī)編輯ppt懸臂式橫臂變形及其對測量精度影響舉例A點變形及轉(zhuǎn)角——測頭自重、橫梁自重與立柱彎曲編輯ppt同理，可得B點變形及轉(zhuǎn)角結(jié)論——（1）變形引起的垂直方向測量誤差Δ1＝3.43mm（2）不符合阿貝原則引起測量誤差Δ2＝1.1mm

Δ2=S(θA-θB)(假定S=1000mm)參數(shù)設(shè)計不合理對儀器精度影響很大，因此設(shè)計過程要考慮選型，正確選擇參數(shù)，并采取結(jié)構(gòu)措施（本例：空心、反變形、卸載等）。！編輯ppt4.根據(jù)儀器的薄弱環(huán)節(jié)儀器特點：精度高、承載小、速度較低；很少強(qiáng)度校核;剛度、變形、振動、精度為主要考慮因素；彈性變形、摩擦、振動與低速爬行突出問題；設(shè)計中，應(yīng)著重關(guān)鍵和薄弱環(huán)節(jié)加以解決。5.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化精密儀器設(shè)計中各種參量應(yīng)參閱有關(guān)手冊，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)系列。6.根據(jù)可靠性與成本要求精密儀器設(shè)計應(yīng)結(jié)合必要性和可能性提出可靠性的合理指標(biāo)，使用戶獲得最大性價比的儀器。編輯ppt

§2.4總體方案制定

總體方案制定是在設(shè)計任務(wù)分析

確定主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的?？傮w方案內(nèi)容：工作原理、方案分析和比較；繪制系統(tǒng)簡圖總體布局、精度分配；總裝配圖繪制、造型與裝飾設(shè)計；編寫總體報告。編輯ppt

§2.4總體方案制定一、基本設(shè)計原則

阿貝原則

運動學(xué)設(shè)計原則

變形最小原則

基面合一原則

最短傳動鏈原則

粗精分開原則

外界環(huán)境影響最小原則 系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化原則

結(jié)構(gòu)工藝性良好原則

可靠安全、維修操作方便原則

造型與裝飾宜人原則 價值系數(shù)最優(yōu)原則編輯ppt1.阿貝（Abbe）原則

1890年，Abbe提出一項量儀設(shè)計的指導(dǎo)性原則——“要使量儀給出準(zhǔn)確的測量結(jié)果，必須將被測件布置在基準(zhǔn)元件沿運動方向的延長線上”。——共線原則舉例線紋尺測量的三種方式編輯pptδ1——一階誤差（First-orderError）δ2——二階誤差（Second-orderError）結(jié)論——遵守阿貝原則可以消除一階誤差。！編輯ppt遵守阿貝原則可提高精密儀器的精度，但做到遵守阿貝原則是比較困難的。因此，應(yīng)考慮補(bǔ)償措施。（Ⅰ）結(jié)構(gòu)補(bǔ)償（Ⅱ）補(bǔ)償措施提高導(dǎo)軌精度[φ

↓]；減少讀數(shù)線與被測線的距離[a

↓]；愛彭斯坦（Epstein）原理；直接補(bǔ)償；布萊恩原則。編輯ppt（1）愛彭斯坦（Epstein）原理——利用各種機(jī)構(gòu)，使可能產(chǎn)生的誤差相互抵消或者消弱，或者引進(jìn)新的誤差，以減小某些誤差的影響。舉例測長機(jī)——測點原理M2結(jié)論——儀器為二次誤差！特點——違背阿貝原理；透鏡補(bǔ)償阿貝誤差；——誤差補(bǔ)償原理編輯ppt編輯ppt（2）直接補(bǔ)償——采用光柵、激光定位等儀器，根據(jù)其測得的值直接對儀器的阿貝誤差進(jìn)行補(bǔ)償。編輯ppt（3）布萊恩原則——位移測量系統(tǒng)工作點的路程應(yīng)和被測位移作用點的路程位于同一直線上。若以上不可能，則必須做到：

導(dǎo)軌沒有角運動。

計算出角運動產(chǎn)生的位移，進(jìn)行補(bǔ)償。滿足以上三個條件之一——“廣義阿貝原則”兩坐標(biāo)測量機(jī)舉例（a）Z向干涉儀1的軸線延長線通過測端17的中心——符合阿貝原則；（b）Y向干涉儀不過測端中心，但通過誤差補(bǔ)償——符合廣義阿貝原則。編輯ppt2.運動學(xué)設(shè)計原則空間物體的自由度和約束的關(guān)系：

S＝6－Q其中S－自由度，Q－約束。運動學(xué)設(shè)計原則——根據(jù)運動方式（S）來確定約束數(shù)（Q）一個平面上最多3個約束；一條直線上最多2個約束；約束點盡量離得遠(yuǎn)；約束應(yīng)是點接觸；約束面應(yīng)垂直欲限制自由度的方向。約束布置：編輯ppt滿足運動學(xué)設(shè)計原則的優(yōu)點——最少接觸點作用力預(yù)先計算而可控避免過大的力引起變形；點接觸定位精確可靠；降低對加工精度要求，磨損后可修正；拆卸后可準(zhǔn)確復(fù)位。舉例符合運動學(xué)設(shè)計原則的導(dǎo)軌與軸系編輯ppt不足——理想的點是不存在；受力變形后，接觸點面；點接觸易磨損；半運動學(xué)設(shè)計——將點接觸適當(dāng)擴(kuò)大為有限面積，運動學(xué)原則不變。舉例符合半運動學(xué)設(shè)計原則的設(shè)計編輯ppt3.變形最小原則變形（不可避免）溫度受力

┇最小變形（3）

提高系統(tǒng)剛度措施——（1）合理安排布局（2）

避免經(jīng)過變形環(huán)節(jié)刻尺裝置編輯ppt舉例典型實例——光電光波比長儀工作臺為了減小變形影響，工作臺設(shè)計中采用工作臺、床身、基座三層結(jié)構(gòu)。4－平面球支承5－圓錐球窩支承6－

V型球窩支承（1）符合變形最小原則——工作臺移動重量始終過三支點作用在基座上，僅力大小變化，而無方向和位置變化。運動力通過底座下三支點（對應(yīng)）直接作用地基，基座變形最小。優(yōu)點——（2）符合阿貝原則——保證激光轉(zhuǎn)角、光電顯微鏡、干涉儀的顯微鏡均固定在與基座相聯(lián)構(gòu)件上，精度不受工作臺變動影響。（3）符合定位原則——無另加限制，避免不良約束造成內(nèi)應(yīng)力；溫度變化自由伸縮不受約束，無內(nèi)應(yīng)力。能自動定位，無附加力，為自動定位設(shè)計；抗振性差。photoelectricinterferometriccomparator編輯ppt4.基面合一原則減小基面不一造成誤差合一定位基面加工基面使用基面舉例阿基米德螺旋線分化板安裝與使用的基面——球窩1、分劃板2、球窩7主軸球窩——為加工基準(zhǔn)，與使用基準(zhǔn)重合外圓——為加工基準(zhǔn)，與使用基準(zhǔn)不重合編輯ppt5.最短傳動鏈原則主傳動鏈輔助傳動鏈傳動鏈傳動鏈——越短越好；設(shè)計結(jié)構(gòu)——越簡單，性能越穩(wěn)定，精度易保證。舉例新/舊工具顯微鏡的比較工作臺千分螺桿讀數(shù)線紋尺、光柵、激光干涉儀編輯ppt6.粗精分離原則高速度與高精度大行程與高精度儀器設(shè)計矛盾——！舉例編輯ppt阿貝原則運動學(xué)原則變形最小原則基面合一原則最短傳動鏈原則粗精分開原則設(shè)計原則排序7.其它原則

外界環(huán)境影響最小原則

系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化原則

工作可靠、安全、維修與操作方便原則

結(jié)構(gòu)工藝性良好原則

造型與裝飾宜人原則

價值系數(shù)最優(yōu)原則編輯ppt二、總體方案制定內(nèi)容

工作原理的設(shè)計基準(zhǔn)器件的選擇運動方式選取結(jié)構(gòu)方案的選擇摩擦與變形的考慮系統(tǒng)簡圖的繪制總體布局的考慮精度分配造型與修飾總體設(shè)計報告主要內(nèi)容——編輯ppt1.工作原理設(shè)計——總體設(shè)計的關(guān)鍵創(chuàng)造性原理——不一定全是發(fā)明新理論，可將已有理論，只要前人沒有用過，應(yīng)用到新儀器設(shè)計中，既為發(fā)明或獨創(chuàng)。設(shè)計方法理論：

誤差平均原理；

位移同步比較原理；

誤差補(bǔ)償原理（1）誤差平均原理——采取一定方法，將儀器或部件誤差均化以提高精度。舉例雙讀數(shù)頭系統(tǒng)消除偏心誤差莫爾條紋編輯ppt二進(jìn)制碼盤編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt（2）位移同步比較原理——當(dāng)相應(yīng)的位移作同步運動過程中，分別測出位移量，由其特定關(guān)系進(jìn)行比較實現(xiàn)測量和控制。舉例絲杠動態(tài)測量儀采用兩套測量系統(tǒng)圓光柵系統(tǒng)——測量轉(zhuǎn)角激光干涉系統(tǒng)——測量位移結(jié)構(gòu)簡單，測量鏈短；精度高，反映動態(tài)精度；特點編輯ppt（3）誤差補(bǔ)償原理——應(yīng)用最廣的設(shè)計原理，特別是微機(jī)的應(yīng)用提供了補(bǔ)償?shù)臈l件，主要包括調(diào)整、校正、補(bǔ)償?shù)?。編輯ppt2.基準(zhǔn)器件選擇種類傳統(tǒng)——標(biāo)尺、絲杠、蝸輪、度盤近代——激光、光柵、碼尺應(yīng)用原理測量方法結(jié)構(gòu)精度抗干擾應(yīng)用激光光電相對復(fù)雜最高差一般光柵光電相對較復(fù)雜高強(qiáng)較方便磁柵磁電相對簡單較低強(qiáng)很方便碼盤光電絕對較復(fù)雜較高很強(qiáng)方便感應(yīng)同步器磁電絕對較簡單中高強(qiáng)方便標(biāo)尺光電相對簡單中高很強(qiáng)方便機(jī)械元件機(jī)械相對簡單低強(qiáng)方便編輯ppt3.運動方式選擇將設(shè)計原理具體化決定器件的效率、控制方式、結(jié)構(gòu)及精度。間歇運動——機(jī)構(gòu)簡單、受靜摩