1、1、儀器誤差的主要來源原理誤差：光-機-電系統的理論誤差、方案誤差、機構簡化誤差、零件原理誤差等.制造誤差：零件設計時都有公差(沒有公差的零件是不能加工的),從而造成制作中的誤差.運行誤差：運行過程中產生一一儀器內部(內應力、老化)、磨損、外界環境變化(溫度、壓力、振動)、間隙與空程等.2、步進電機分為哪三類按勵磁相數分：有三相、四相、五相等步進電機按運轉方式分：有旋轉式步進電機和直線式步進電機按轉子結構分為三種：反響式(VR,VariableReluctance)、永磁式(PM,PermanentMagnet)、混合式(HB,Hybrid)反響式步進電機利用磁阻轉矩轉動,結構簡單,步矩角小,

2、性價比高,應用廣泛,但動態性差永磁式步進電機用永久磁鋼作為電機的定子或轉子,電磁阻尼大,步矩角大,啟動頻率低,功率小混合式步進電機在永磁和變磁阻原理共同作用下,輸出轉矩大,步矩角小結構復雜,本錢高3、按檢測對象所屬分類的不同,可將傳感器分為物理量傳感器、化學量傳感器以及生物量傳感器,其檢測原理分別基于各種物理現象、化學反響和生物效應.4、滑動摩擦導軌組合總結v形和平面組合導軌主要應用于：導向精度高、承載水平大的儀器導軌.雙v形導軌一一導向精度要求高,磨損小的儀器,精密儀器導軌.雙矩形導軌一一應用于導向精度要求不高,承載力大的儀器導軌.燕尾導軌一一通常用在結構尺比擬小及導向精度與運動靈便性要求不

3、高的場合.雙圓柱導軌一一主要應用于小型儀器的立柱.滾動導軌氣浮導軌5、低速運動時,導軌運動的驅動指令是均勻的,而與導軌相連的工作臺卻出現一慢一快,一跳一停的現象,稱為“爬行.產生原因：(1)導軌間動、靜摩擦系數差值較大(2)動摩擦系數隨速度變化(3)系統剛度差6、分辨率(Resolution-儀器設計中最重要的指標儀器能夠感受、識別或探測的輸入量的最小值.7、壓電材料壓電效應壓電材料的主要屬性是,其彈性效應和電極化效應在機械應力或電場(電壓)作用下將發生相互耦合,也就是應力-應變-電壓之間存在內在聯系.正壓電效應在機械應力作用下,將機械能轉換為電能.逆壓電效應在電壓作用下,將電能轉換為機械能.

4、磁致伸縮效應工作原理：磁場作用下,長度、應力、彈性模量與聲傳播速度均會發生變化電介質在電場的作用下,有兩種效應壓電效應和電致伸縮效應,統稱機電耦合效應.電介質在電場的作用下,由于感應極化作用而引起應變,應變與電場方向無關,應變的大小與電場的平方成正比,這個現象稱為電致伸縮效應.而壓電效應是指電介質在機械應力作用下產生電極化,電極化的大小與應力成正比,電極化的方向隨應力的方向而改變.在微位移器件中我們應用的是逆壓電效應,即電介質在外界電場作用下,產生應變,應變的大小與電場大小成正比,應變的方向與電場的方向有關,即電場反向時應變也改變方向；8、儀器的支承件主要包括基座、支柱、機柜、機箱等.作用：1

5、)聯接和支承2)保證工作精度9、剛度：主軸某處在外力作用下,與主軸在該處的位移量之比.提升主軸剛度的舉措：1加大主軸直徑2合理選擇支承跨距3縮短主軸懸伸長度4提升軸承剛度10、導軌部件的組成：運動導軌和支承導軌導軌的功用：傳遞精密直線運動導軌的分類：1 滑動摩擦導軌2 滾動摩擦導軌3 靜壓導軌4 彈性摩擦導軌導軌的幾何精度：直線度、平行度、垂直度11、主軸系統的熱穩定性主要原因：傳動件在運轉中摩擦而產生的.減小熱變形的舉措：將熱源與主軸系統別離；減少軸承摩擦的熱源的發熱量；采用冷卻散熱裝置；采用熱補償；合理選擇推力支承的位置.12、阿貝Abbe原那么1890年,Abbe提出一項量儀設計的指導性

6、原那么一一“要使量儀給出共線原那么準確的測量結果,必須將被測件布置在基準元件沿運動方向的延長線上結論一一遵守阿貝原那么可以消除一階誤差.舉例線紋尺測量的三種方式I圖a中繞Z軸轉動,1atgaII圖b中1o繞Z軸轉動,2c1cos-c22繞丫軸轉動,''2III圖c中繞Z和Y軸轉動:1c2二階微量、a一階微量281一階誤差(First-orderError)82二階誤差(Second-orderError)結論一一遵守阿貝原那么可以消除一階誤差.14、.柔性支承一壓電或電致伸縮微位移器驅動柔性支承微動機構是近年來開展起來的一種新型的微位移機構.它的特點是結構緊湊、體積很小,可以做

7、到無機械摩擦、無間隙,其有較高的位移分辨率,可達1nmi使用壓電或電致伸縮器件驅動,不僅限制簡單(只需限制外加電壓),而且可以很容易實現亞微米甚至是毫微米級的精度,同時不產生噪聲和發熱,可適于各種介質環境工作,是精密機械中理想的微位移機構.書P14315、微位移系統的應用：微位移系統在精密儀器中主要用于提升整機的精度,根據目前的應用范圍,大致可分為四個方面：1 .精度補償2 .微進給3 .微調4 .微執行機構17、3相步進電動機,為什么雙3拍和6拍通電方式比單3拍通電方式更穩定步進電動機的運行特點是跟隨電脈沖作步進運動,運動方式是斷續的不是連續的,因轉子慣量關系,每一步都有振蕩過程.轉子轉動慣

8、量越大,運動速度越高,振蕩越厲害.因此,步進電動機的轉軸上,一般都要加機械阻尼器消振,以使電機工作穩定.另外,除機械阻尼外,改變通電方式也可起電阻尼作用,如3相步進電動機雙三拍和六拍通電方式就有電阻尼作用,所以運行更平穩,單3拍通電方式那么沒有電阻尼作用,所以運行不平穩.原因是3拍和6拍運行時,電機任何一瞬間換相,都有一相始終通電,這通電相便可起阻尼作用.單3拍運行,電機換相瞬間,繞組全部斷電,所以不存在電阻尼.微傳感器定義：從廣義角度來說,微傳感器和常規傳感器一樣是一種能把物理量、化學量或生物量轉變成便于利用的電信號的器件.微傳感器是微機電系統三大關鍵要素之一.微傳感器主要特點：微傳感器的敏

9、感機理與常規傳感器相同.但其體積小只是常規傳感器的幾十分之一乃至1%,其中的敏感元件一般是微米級；質量輕從常規的kg級下降至幾十g乃至幾g;功耗低降至mW乃至更低的水平.采用微機械加工技術制備,敏感元件材料以硅為主.微傳感器分類：按檢測對象所屬分類的不同,可將傳感器分為物理量傳感器、化學量傳感器以及生物量傳感器,其檢測原理分別基于各種物理現象、化學反響和生物效應.物理量傳感器種類最多,它包括力學量傳感器如壓力傳感器、力傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器等；光學量傳感器如圖像傳感器、紅外線傳感器等；熱學量傳感器如溫度傳感器、聲學量傳感器、磁學量傳感器等.二進制碼盤1、什么是步進電機在

10、何種情況下該使用步進電機步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構.通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度及步進角.您可以通過限制脈沖個數來限制角位移量,從而到達準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來限制電機轉動的速度和加速度,從而達調速的目的.因此在需要準確定位或調速限制時均可考慮使用步進電機.2、步進電機分哪幾種有什么區別步進電機分三種：永磁式PM,反響式VR和混合式HB永磁式步進一般為兩相,轉矩和體積較小,步進角一般為度或15度；反響式步進一般為三相,可實現大轉矩輸出,步進角一般為度,但噪聲和振動都很大.在歐美等興旺國家80年代

11、已被淘汰.混合式步進是指混合了永磁式和反響式的優點.它又分為兩相四相和五相：兩相步進角一般為度而五相步進角一般為度.這種步進電機的應用最為廣泛.3、什么是保持轉矩HOLDINGTORQUE保持轉矩HOLDINGTORQUE是指步進電機通電但沒有轉動時,定子鎖住轉子的力矩.它是步進電機最重要的參數之一,通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩.保持轉矩越大那么電機帶負載水平越強.由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減,輸出功率也隨速度的增大而變化,所以保持轉矩就成為了衡量步進電機重要的參數之一.比方,當人們說的步進電機,在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為的步進電機.4、步進電機的驅動方式有

12、幾種一般來說,步進電機有恒壓,恒流驅動兩種,恒壓驅動已近淘汰,目前普遍使用恒流驅動.5、步進電機精度為多少是否累積一般步進電機的精度為步進角的3-5%.步進電機單步的偏差并不會影響到下一步的精度因此步進電機精度不累積.6、步進電機的外表溫度允許到達多少步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁,從而導致力矩下降甚至于喪失.因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來說,磁性材料的退磁點都在攝氏13.度以上,因此步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常.7、為什么步進電機的力矩會隨轉速升高而下降當步進電機轉動時,電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高,反向電動勢

13、越大.在它的作用下,電機隨頻率或速度的增大而相電流減小,從而導致力矩下降.8、為什么步進電機低速時可以正常運轉,但假設高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲步進電機有一個技術參數：空載啟動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機不能正常啟動,可能發生丟步或堵轉.在有負載的情況下,啟動頻率應更低.如果要使電機到達高速轉動,脈沖頻率應該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻電機轉速從低速升到高速.我們建議空載啟動頻率選定為電機運轉一圈所需脈沖數的2倍.9、如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉時的振動和噪聲步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固

14、有的缺點,一般可采用以下方案來克服：A、如步進電機正好工作在共振區,可通過改變減速比提升步進電機運行速度.B、采用帶有細分功能的驅動器,這是最常用的,最簡便的方法.由于細分型驅動器電機的相電流變流較半步型平緩.C、換成步距角更小的步進電機,如三相或五相步進電機,或兩相細分型步進電機.D、換成直流或交流伺服電機,幾乎可以完全克服震動和噪聲,但本錢較高.E、在電機軸上加磁性阻尼器,市場上已有這種產品,但機械結構改變較大.二進制碼盤主要特點:(1)11位8個碼道)的二進制碼盤具有3種不同編碼,稱其容量為2,其最小分辨力4=36k/2口,它的最外圈角節距為2仇；(2)二進制碼為有權碼,編碼Cn,C,儲

15、對應于由零位算起的轉角為：j=i(3)碼盤轉動巾卜/變化時,所有應同時變化口°要求各個碼道刻劃精確,彼此對準,這給碼盤制作造成很大困難.由于微小的制作誤差,只要有一個碼道提前或延后改變,就可能造成輸出的粗大誤差©o消除粗大誤差方法雙讀數頭法,循環碼代替二進制碼雙讀數頭的缺點是讀數頭的個數增加了一倍.當編嗎器位數很多時,光電元件安裝位置也有困難.10、細分驅動器的細分數是否能代表精度步進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術(請參考有關文獻),其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動,提升電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功能.比方對于步進角為度的兩相混合式步進電機,如果細分驅動器的細分數設置為4,那么電機的運轉分辨率為每個脈沖度,電機的精度能否到達或接近度,還取決于細分驅動器的細分電流限制精度等其它因素.不同廠家的細分驅動器精度可能差異很大；細分數越大精度越難限制.11、四相驅動合式步進電機與驅動器的串聯接法和并聯接法有什么區別四相混合式步進電機一般由兩相驅動器來驅動,因此,連接時可以采用串聯接法或并聯接法將四相電機接成