1、精度（誤差）精度（誤差）分析分析 如何進行儀器誤差分析： 尋找儀器誤差源； 分析計算各個源誤差對儀器精度的影響； 精度綜合。根據所得到的結果估計儀器的總誤差，并判斷儀器總誤差是否滿足設計要求。滿足設計成功；不滿足設計失敗，需要進行調整。是誤差的反義詞。誤差大精度低；誤差小精度高所以，所以，又稱為又稱為第二節第三節第四節2第二節第二節 儀器誤差的來源與性質儀器誤差的來源與性質 設計設計生產生產使用使用原理誤差原理誤差 系統誤差系統誤差制造誤差制造誤差運行誤差運行誤差隨機誤差隨機誤差儀器誤差：指儀器本身所具有的誤差。在儀器制成以后，儀器誤差：指儀器本身所具有的誤差。在儀器制成以后，在規定的使用條件

2、之下，儀器誤差就已經基本確定。在規定的使用條件之下，儀器誤差就已經基本確定。儀器誤差產生的原因：儀器誤差產生的原因：難點難點3 儀器設計中采用了儀器設計中采用了近似的理論近似的理論、近似的數學模近似的數學模型型、近似的機構近似的機構和和近似的測量控制電路近似的測量控制電路所引起的誤所引起的誤差。它只與儀器的設計有關，而與制造和使用無關。差。它只與儀器的設計有關，而與制造和使用無關。具體情況有：具體情況有：一、原理誤差一、原理誤差4（一）線性化（一）線性化： 將儀器的實際非線性特性近似地視為線性，采用線性的技術處理措將儀器的實際非線性特性近似地視為線性，采用線性的技術處理措施來處理非線性的儀器特

3、性，由此而引起原理誤差施來處理非線性的儀器特性，由此而引起原理誤差。激光掃描測徑儀激光掃描測徑儀 11激光器激光器 2 2、33反射鏡反射鏡 4 4透鏡透鏡 5 5多面棱鏡多面棱鏡 66透鏡透鏡 7 7被測工件被測工件 8 8透鏡透鏡 9 9光電二極管光電二極管激光測徑儀工作原理激光測徑儀工作原理P26P26激光測徑儀原理動畫演示激光測徑儀原理動畫演示6激光掃描測徑儀激光掃描測徑儀 1激光器激光器 2、3反射鏡反射鏡 4透鏡透鏡 5多面棱鏡多面棱鏡 6透鏡透鏡 7被測工件被測工件 8透鏡透鏡 9光電二極管光電二極管注意之處：注意之處：1. 1. 測量時（測量時（5 5）轉動而（）轉動而（7 7

4、）不動，（）不動，（6 6）和（）和（8 8）之間的光為平行光；）之間的光為平行光；2.2.（5 5）、（）、（6 6）之間的距離）之間的距離= =（6 6）的焦距；）的焦距；3.3.（5 5）轉動）轉動 t t，激光反射光束轉動，激光反射光束轉動 2 2 t t。f7激光測徑儀實物圖激光測徑儀實物圖8激光測徑儀實物激光測徑儀實物9某品牌激光測徑儀技術參數某品牌激光測徑儀技術參數激光測徑儀的工作原理：激光測徑儀的工作原理： 通過光電二極管來測量激光光束被工件遮擋的通過光電二極管來測量激光光束被工件遮擋的脈沖數，將脈沖數乘以脈沖當量（脈沖數，將脈沖數乘以脈沖當量（mm/mm/脈沖），脈沖），即可

5、得到被測直徑大小。即可得到被測直徑大小。原理誤差發生在哪里？原理誤差發生在哪里？11設計中近似地認為在與光設計中近似地認為在與光軸垂直方向上激光光束的軸垂直方向上激光光束的掃描線速度是勻速的掃描線速度是勻速的 的焦距透鏡的轉速多面棱鏡的角速度多面棱鏡6:5:5:4222fnfnfnfv激光掃描光束在距透鏡光激光掃描光束在距透鏡光軸為軸為y y 的位置與多面棱的位置與多面棱體旋轉角度之間的關系：體旋轉角度之間的關系：)4tan()2tan(tnftfy在與光軸垂直方向上的在與光軸垂直方向上的掃描線速度為掃描線速度為 )(14)4(tan14)4(sec42220fynfntnfntnfdtdyv

6、yf2tv v0 0與與y y有關。有關。y y越大，越大，v v0 0越大。與在光軸垂直方向勻速掃描的假設相違背。越大。與在光軸垂直方向勻速掃描的假設相違背。假定：假定：實際：實際：fyt )2tan(計數脈沖頻率為計數脈沖頻率為MM2.5MHz2.5MHz，則脈沖當量，則脈沖當量q q：脈沖/03775. 0105 . 210373.9463mmMvq設計中近似地認為在設計中近似地認為在與光軸垂直方向上激光與光軸垂直方向上激光光束的掃描線速度是均光束的掃描線速度是均勻的勻的 秒則：秒轉假設：/373.94/502 .150mvnmmffnfv4212該原理誤差有多大？該原理誤差有多大？13

7、引起的原理誤差引起的原理誤差300300000)2(32)2(3122)2arctan(2fdfdfdfdfdfdfddd儀器指示的被測直徑儀器指示的被測直徑)2arctan(240fdffnTvTqMTqNd在在 T T 時間段內所計脈時間段內所計脈沖數沖數6105.2TMTN設鋼絲直徑為設鋼絲直徑為 d d0 0，所用時間為所用時間為T T)2arctan(21)/(14121202/022/0000fdndyfyfndyvTdd想要減小想要減小 小，小， 大。大。d0df假定假定f=150.2mm不變不變 1mm -3.7X10-6mm 10mm -3.7X10-3mm 50mm -0.

8、46mm0dd將上面的將上面的T帶入帶入14產生原理誤差的根本原因是將實際為產生原理誤差的根本原因是將實際為非線性的掃描速度非線性的掃描速度簡化視簡化視為為線性線性。理論上掃描速度為：理論上掃描速度為：實際掃描速度為：實際掃描速度為：一旦設計完成，此誤差也就確定。一旦設計完成，此誤差也就確定。fnfv42)(1 420fynfv小結：小結：15（二）近似數據處理方法（二）近似數據處理方法 模模/數轉換過程中的數轉換過程中的量化誤差量化誤差輸出輸出4Q4Q2Q2Q6Q6Q2Q2Q4Q4Q6Q6Q輸入輸入o o輸入輸入誤差誤差Q Qo o若模若模/數轉換有效位為數轉換有效位為n，輸入模擬量的變化范

9、圍為，輸入模擬量的變化范圍為V0 ，通常用通常用二進制最小單位二進制最小單位（量子（量子 ）去度量一個實際的模擬量去度量一個實際的模擬量，當，當 時，時，模模/數轉換結果為數轉換結果為 由此產生量化誤差，不會超由此產生量化誤差，不會超過一個過一個 。nVQ2/0QNVNQ) 1(NQQ 圖圖27 量化誤差量化誤差 a)量化過程量化過程 b) 量化誤差量化誤差量化誤差量化誤差 3-bit ADCAmplitudecode widthTime02010012014040608010.0010.757.506.255.003.752.501.2501111101000110100010002 23

10、3=8=8份份1 1份份=1.25V=1.25V2 21616=65536=65536份份1 1份份=0.0001526V=0.0001526V16-bit ADC17（三）機械結構（三）機械結構凸輪凸輪 為了減小磨損，常需將動桿的端頭設計成半徑為為了減小磨損，常需將動桿的端頭設計成半徑為 r r 的圓球頭，的圓球頭，將引起誤差：將引起誤差：18凸輪機構的組成及其特點凸輪機構的組成及其特點凸輪凸輪1從動件從動件2機架機架3O1 1當凸輪作等速轉動時，迫使從動件完成某種預期的運動。當凸輪作等速轉動時，迫使從動件完成某種預期的運動。V2凸輪凸輪1從動件從動件 2（或稱推桿）（或稱推桿）機架機架3凸

11、輪機構的凸輪機構的組成組成由由組成組成19凸輪機構的分類：凸輪機構的分類：（一）按凸輪的形狀分：（一）按凸輪的形狀分：盤形凸輪盤形凸輪移動凸輪移動凸輪圓柱凸輪圓柱凸輪20盤形凸輪：最基本的形式，結構簡單，應 用最為廣泛移動凸輪：凸輪相對機架做直線運動圓柱凸輪：空間凸輪機構21（二）按從動件上高副元（二）按從動件上高副元素的幾何形狀分：素的幾何形狀分：尖頂從動件尖頂從動件滾子從動件滾子從動件平底從動件平底從動件 22尖端能以任意復雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動件實現任意的運動規律。但尖端處極易磨損，只適用于低速場合。凸輪與從動件之間為滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用于傳遞較大的動力。從動件與凸

12、輪之間易形成油膜，潤滑狀況好，受力平穩，傳動效率高，常用于高速場合。但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。23（三）按從動件的運動分：（三）按從動件的運動分：擺動從動件擺動從動件移動從動件移動從動件偏置移動從動件偏置移動從動件對心移動從動件對心移動從動件移動從動件：移動從動件：從動件作往復移動，其從動件作往復移動，其運運 動軌跡為一段直線；動軌跡為一段直線；擺動從動件：擺動從動件：從動件作往復擺動，其從動件作往復擺動，其運運 動軌跡為一段圓弧。動軌跡為一段圓弧。24滾子從動件盤型凸輪機構輪廓曲線的設計步驟：滾子從動件盤型凸輪機構輪廓曲線的設計步驟：（1）畫出滾子中心的軌畫出滾子中心的軌跡跡 （稱為

13、理論輪廓稱為理論輪廓）（2）以以理論輪廓理論輪廓為圓心，為圓心，滾子半徑滾子半徑rS為為半徑畫圓，再半徑畫圓，再畫滾子圓族的包絡線，則為畫滾子圓族的包絡線，則為從動件凸輪的工作輪廓曲線從動件凸輪的工作輪廓曲線（稱為實際輪廓曲線稱為實際輪廓曲線）。）。注意：注意：（1）理論輪廓與實際輪廓互為等距曲線；）理論輪廓與實際輪廓互為等距曲線；（2）凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0是指理論輪廓曲線的最小向徑。是指理論輪廓曲線的最小向徑。nnBCr0rS實際輪廓曲線實際輪廓曲線 理論輪廓曲線理論輪廓曲線25 圖圖2-8 凸輪機構原理誤差凸輪機構原理誤差為壓力角22sintancossincoscos rrr

14、rrOBOAOBOAh書上書上P27P27的圖的圖有錯誤！有錯誤！A公切線公切線高度誤差：高度誤差：26（四）測量與控制電路（四）測量與控制電路 t)(txa)a)(XHHd)d)b)b)t)(tTTe)e)(Tsf)f)(Xst)(txc)c)g)g)Tt)(txi)i)(Xsh)h)(H采樣采樣 用一系列時間離散序列用一系列時間離散序列 來描述連續的模擬信號來描述連續的模擬信號 。)(*tx)(tx當脈沖采樣頻率當脈沖采樣頻率 并且采樣脈沖為理想脈沖時，采樣信號并且采樣脈沖為理想脈沖時，采樣信號 能夠正確反映連續信號能夠正確反映連續信號 ，因為采樣信號頻譜，因為采樣信號頻譜 的主瓣與連續信

15、的主瓣與連續信號頻譜號頻譜 一致。一致。采樣脈沖有一定寬度時，采樣信號采樣脈沖有一定寬度時，采樣信號 不能夠正確反映連續信號，因不能夠正確反映連續信號，因為采樣信號頻譜為采樣信號頻譜 的主瓣與連續信號頻譜的主瓣與連續信號頻譜 不一致，有失真，不一致，有失真，進而引起誤差。進而引起誤差。Hs2)(*X)(*X)(tx)(X)(X)(*tx)(*tx模擬信號模擬信號理想采樣脈沖理想采樣脈沖理想離散信號理想離散信號模擬信號頻譜模擬信號頻譜理想采樣脈沖頻譜理想采樣脈沖頻譜理想離散信號頻譜理想離散信號頻譜=d)和和e)的卷積的卷積理想離散信號理想離散信號實際脈沖采樣結果實際脈沖采樣結果實際采樣脈沖頻譜實

16、際采樣脈沖頻譜實際脈沖采樣頻譜實際脈沖采樣頻譜：采樣頻率：采樣頻率：模擬信號的最高頻率分量：模擬信號的最高頻率分量Hs27（五）總結（五）總結 （1 1）采用近似的理論和原理進行設計是為了）采用近似的理論和原理進行設計是為了簡化設計、簡化制造工簡化設計、簡化制造工藝、簡化算法和降低成本。藝、簡化算法和降低成本。在有些情況下，是由于理想的原理在設在有些情況下，是由于理想的原理在設計中難以實現。計中難以實現。 （2 2）原理誤差屬于）原理誤差屬于系統誤差系統誤差，使儀器的準確度下降，應該，使儀器的準確度下降，應該設法減小設法減小或消除或消除。（3 3）減小或消除原理誤差的方法：）減小或消除原理誤差

17、的方法： 采用采用更為精確的、符合實際的理論和公式更為精確的、符合實際的理論和公式進行設計和參數計算進行設計和參數計算 。 研究原理誤差的規律，研究原理誤差的規律，采取技術措施采取技術措施避免原理誤差。避免原理誤差。例如凸輪機構，用半徑等于頂桿球端半徑的刀具來加工。例如凸輪機構，用半徑等于頂桿球端半徑的刀具來加工。 采用采用誤差補償措施誤差補償措施。原理誤差是系統誤差，通過研究其規律，可以。原理誤差是系統誤差，通過研究其規律，可以補償掉。補償掉。28二、制造誤差二、制造誤差 產生于產生于制造、裝配以及調整中的不完善制造、裝配以及調整中的不完善所引起的誤差。所引起的誤差。 主要由儀器主要由儀器的

18、零件、元件、部件和其他各個環節在尺寸、形狀、相互位置以及其他的零件、元件、部件和其他各個環節在尺寸、形狀、相互位置以及其他參量等方面的制造及裝調的不完善所引起的誤差。參量等方面的制造及裝調的不完善所引起的誤差。 由于由于滾動體的形狀誤差滾動體的形狀誤差使使滾動軸系在回轉過程中產生滾動軸系在回轉過程中產生徑向和軸向的回轉運動誤差。徑向和軸向的回轉運動誤差。xy測桿與導套的配合間測桿與導套的配合間隙隙使測桿傾斜，引起測使測桿傾斜，引起測桿頂部的位置誤差。桿頂部的位置誤差。xy測桿測桿導導套套29 儀器的制造誤差無法避免。除了在制造過程中提高加工精度儀器的制造誤差無法避免。除了在制造過程中提高加工精

19、度和裝配精度外，在設計過程中對制造誤差進行控制的方法還有：和裝配精度外，在設計過程中對制造誤差進行控制的方法還有：（1 1）合理地分配誤差和確定制造公差。）合理地分配誤差和確定制造公差。（2 2）正確應用儀器設計原理和設計原則，如阿貝原則、變形最小）正確應用儀器設計原理和設計原則，如阿貝原則、變形最小原則等。原則等。（3 3）合理地確定儀器的結構參數。）合理地確定儀器的結構參數。（4 4）合理的結構工藝性。設計零件時，應注意遵守）合理的結構工藝性。設計零件時，應注意遵守基面統一原基面統一原則則，以減少制造誤差。基面大體上可以分為三種：，以減少制造誤差。基面大體上可以分為三種： a) a) 設計

20、基面設計基面：零件工作圖上注尺寸的基準面：零件工作圖上注尺寸的基準面 b) b) 工藝基面工藝基面：加工時，用它定位去加工其他面：加工時，用它定位去加工其他面 c) c) 裝配基面裝配基面：以它為基準，確定零件間的相互位置：以它為基準，確定零件間的相互位置 應盡可能地把以上三個面統一起來，以利保證精度。應盡可能地把以上三個面統一起來，以利保證精度。（5 5）設置適當的調整和補償環節。）設置適當的調整和補償環節。30三、運行誤差三、運行誤差 儀器在儀器在使用過程中所產生使用過程中所產生的誤差。如力變形誤差、磨損和間隙造成的的誤差。如力變形誤差、磨損和間隙造成的誤差，溫度變形引起的誤差，材料的內摩

21、擦所引起的彈性滯后和彈性后效，誤差，溫度變形引起的誤差，材料的內摩擦所引起的彈性滯后和彈性后效，以及振動和干擾等以及振動和干擾等 。（一）（一）力變形誤差力變形誤差 由于儀器的測量裝置由于儀器的測量裝置(測量頭架等測量頭架等)在測量過程中的移動，使儀器結構件在測量過程中的移動，使儀器結構件(基座和支架等基座和支架等)的受力大小和受力點的的受力大小和受力點的位置發生變化，從而引起儀器結構件位置發生變化，從而引起儀器結構件的變形。的變形。大型測量儀器中，對測量大型測量儀器中，對測量精度有較大的影響。精度有較大的影響。搖臂式坐標測量搖臂式坐標測量 設橫臂為設橫臂為a b50 200mm的等截面梁，的

22、等截面梁，選用鋁合金材料，長度選用鋁合金材料，長度l3000mm， l1400mm，測頭部件的自重，測頭部件的自重W200N。 圖圖210 懸臂式坐標測量機原理圖懸臂式坐標測量機原理圖1立柱立柱 2平衡塊平衡塊 3讀數基尺讀數基尺 4橫臂橫臂 5測頭部件測頭部件 6z向測量軸向測量軸31產生誤差的原因產生誤差的原因 當測頭部件位于橫臂最外端當測頭部件位于橫臂最外端A處和最里端處和最里端B處時，由于測頭部件處時，由于測頭部件的集中負荷在橫臂上的作用點發生變化引起立柱和橫臂的受力狀態發生變化，引起的集中負荷在橫臂上的作用點發生變化引起立柱和橫臂的受力狀態發生變化，引起橫臂上橫臂上A、B兩點處的撓曲

23、變形和截面轉角變化，從而引起測量誤差。兩點處的撓曲變形和截面轉角變化，從而引起測量誤差。 測頭部件集中測頭部件集中負荷負荷橫臂自重均勻橫臂自重均勻負荷負荷立柱所受轉矩立柱所受轉矩當測頭部件在最外端當測頭部件在最外端A處時處時 mmyyyyAMAqAWA56. 3radAMAqAWA31056. 1qllWMA25 . 0當測頭部件在最內端當測頭部件在最內端B處時處時 qlWlMB2115 .0mmyB13.0radB31046.0AWyl lW WAWAqAqyq qAMAMYM MA AAM圖圖211懸臂式坐標測量機受力變形懸臂式坐標測量機受力變形彎曲力矩彎曲力矩撓曲變形撓曲變形截面轉角截面

24、轉角32測頭部件從測頭部件從B點移到點移到A點時，在測量方向點時，在測量方向Z向上引起的測量誤差為向上引起的測量誤差為mmyyBA43. 3假設測量線至橫臂上基準尺的距離假設測量線至橫臂上基準尺的距離s1000mm時，時，X向引起的測量向引起的測量誤差為：誤差為： mmssBABA11. 1)()tan(阿貝誤差測量儀器的軸線與待測工件的軸線須在同測量儀器的軸線與待測工件的軸線須在同一直線上。否則即產生誤差，此誤差稱為一直線上。否則即產生誤差，此誤差稱為阿貝誤差阿貝誤差(Abbe Error)。 圖圖210 懸臂式坐標測量機原理圖懸臂式坐標測量機原理圖1立柱立柱 2平衡塊平衡塊 3讀數基尺讀數

25、基尺 4橫臂橫臂 5測頭部件測頭部件 6z向測量軸向測量軸S阿貝誤差阿貝誤差BA33由上可知：由上可知： 對于大型儀器，由力變形引起的測量誤差是相當大的。對于大型儀器，由力變形引起的測量誤差是相當大的。對策：對策：在設計中提高儀器結構件的剛度在設計中提高儀器結構件的剛度合理選擇支點位置和材料合理選擇支點位置和材料適當采用卸荷裝置適當采用卸荷裝置34懸臂式懸臂式三坐標測量機三坐標測量機 特點：工作面開闊，工件裝卸容易；但懸臂特點：工作面開闊，工件裝卸容易；但懸臂結構易變形，一般用于結構易變形，一般用于低精度低精度測量。測量。移動橋式移動橋式三坐標測量機三坐標測量機特點：結構簡單，敞開性好，工件安

26、裝在固特點：結構簡單，敞開性好，工件安裝在固定工作臺上，承載能力強。但這種結構的定工作臺上，承載能力強。但這種結構的X X向向驅動位于橋框一側，橋框移動時易產生繞驅動位于橋框一側，橋框移動時易產生繞Z Z軸軸偏擺。因而該結構主要用于偏擺。因而該結構主要用于中等精度中等精度的中小的中小機型。機型。 zXY固定橋式固定橋式三坐標測量機三坐標測量機特點：其橋框固定不動，特點：其橋框固定不動，X X向標尺和驅動機向標尺和驅動機構可安裝在工作臺下方中部。其主要部件的構可安裝在工作臺下方中部。其主要部件的運動穩定性好，運動誤差小，適用于運動穩定性好，運動誤差小，適用于高精度高精度測量，但工作臺負載能力小，

27、結構敞開性不測量，但工作臺負載能力小，結構敞開性不好，主要用于高精度的中小機型。好，主要用于高精度的中小機型。 精精度度低低高高35（二）二）測量力測量力 測量力作用下的測量力作用下的接觸變形接觸變形和測桿變形和測桿變形也會對測量精度產生影響，引起也會對測量精度產生影響，引起運行誤差。運行誤差。 靈敏杠桿靈敏杠桿 如圖如圖2-122-12設靈敏杠桿長為設靈敏杠桿長為70mm70mm，直徑為約，直徑為約8mm8mm，測球直徑為，測球直徑為4mm4mm，測桿和被測零件材料同為鋼，在測，測桿和被測零件材料同為鋼，在測量力量力F=0.2NF=0.2N的作用下，將引起測球與被測的作用下，將引起測球與被測

28、平面之間的平面之間的接觸變形接觸變形約為約為0.1m0.1m。同時在。同時在此測量力的作用下，測桿的此測量力的作用下，測桿的彎曲變形彎曲變形為約為約為為0.54m0.54m，這兩項誤差對工具顯微鏡瞄準，這兩項誤差對工具顯微鏡瞄準精度產生直接的影響。精度產生直接的影響。F F 圖圖212 測量力引起的測桿變形測量力引起的測桿變形 接觸變形量的大小與接觸表面的形狀、材料、表面粗糙度以及作用接觸變形量的大小與接觸表面的形狀、材料、表面粗糙度以及作用力大小有關。而測桿的彎曲變形量與測桿的長度和測量力大小有關。力大小有關。而測桿的彎曲變形量與測桿的長度和測量力大小有關。36 之所以不在所有測量中都使用長

29、測針，是因為測針越長，精度損失之所以不在所有測量中都使用長測針，是因為測針越長，精度損失就越大。就越大。一個好方法是盡可能選擇短而且剛性強的測針。一個好方法是盡可能選擇短而且剛性強的測針。盡管測針不是盡管測針不是此特定誤差的直接原因，但誤差確實隨著測針長度的增大而增大。誤差此特定誤差的直接原因，但誤差確實隨著測針長度的增大而增大。誤差源自于需要在各個方向觸發測頭的不同測力。大多數測頭不是在測針和源自于需要在各個方向觸發測頭的不同測力。大多數測頭不是在測針和工件發生接觸的瞬間觸發的；它們需要測力不斷加大，以超過傳感器機工件發生接觸的瞬間觸發的；它們需要測力不斷加大，以超過傳感器機構內的彈簧負荷。

30、此彈力迫使測針變形。構內的彈簧負荷。此彈力迫使測針變形。 摘自摘自RenishawRenishaw公司網頁。公司網頁。 解決辦法：解決辦法： 1. 1.測針采用高強度的材料，包括不銹鋼、碳化鎢、陶瓷和碳纖維等。測針采用高強度的材料，包括不銹鋼、碳化鎢、陶瓷和碳纖維等。 2. 2.測頭采用高硬度材料，如紅寶石、氧化鋯、氮化硅等。測頭采用高硬度材料，如紅寶石、氧化鋯、氮化硅等。三坐標測量機的測頭和測針三坐標測量機的測頭和測針37觀看觀看CMMCMM錄像錄像38（三）（三）應力變形應力變形 結構件在結構件在加工和裝配過程中形成的內應力釋放所引發加工和裝配過程中形成的內應力釋放所引發的變形的變形同樣影

31、響儀器精度。零件雖然經過同樣影響儀器精度。零件雖然經過時效處理時效處理，內應，內應力仍可能不平衡，金屬的晶格處于不穩定狀態。例如未充力仍可能不平衡，金屬的晶格處于不穩定狀態。例如未充分消除應力的鑄件毛坯，經切削加工后，由于除去了不同分消除應力的鑄件毛坯，經切削加工后，由于除去了不同應力的表層，破壞了材料內部的應力平衡，經過一段時間應力的表層，破壞了材料內部的應力平衡，經過一段時間會使零件產生變形，在運行時產生誤差。會使零件產生變形，在運行時產生誤差。三坐標三坐標測量機測量機等高精密儀器的等高精密儀器的工作臺：工作臺：采用采用“泰山青泰山青”（花崗巖花崗巖）來來代替鑄鐵或鑄鋼。代替鑄鐵或鑄鋼。3

32、9（四）（四）磨損磨損 磨損使零件產生尺寸、磨損使零件產生尺寸、形狀、位置誤差，配合間隙形狀、位置誤差，配合間隙增加，降低儀器的工作精度增加，降低儀器的工作精度的穩定性。磨損與摩擦密切的穩定性。磨損與摩擦密切相關。由于零件加工表面存相關。由于零件加工表面存在著在著微觀不平度微觀不平度，在運行開，在運行開始時，配合面僅有少數頂峰始時，配合面僅有少數頂峰接觸，因而使局部單位面積接觸，因而使局部單位面積的比壓增大，頂峰很快被磨的比壓增大，頂峰很快被磨平，從而迅速擴大了接觸面平，從而迅速擴大了接觸面積，磨損的速度隨之減慢。積，磨損的速度隨之減慢。0 0t tt t1 1t t2 2f ff fh h

33、圖圖213 213 實際的磨損過程實際的磨損過程40（五）（五）間隙與空程間隙與空程 配合零件之間存在間隙，造成空程，影響精度。配合零件之間存在間隙，造成空程，影響精度。在在滑動軸系滑動軸系中，中，軸與套之間的間隙軸與套之間的間隙制約著軸系的回轉精度的提高；制約著軸系的回轉精度的提高；在在開環伺服定位系統開環伺服定位系統中，通常以蝸輪蝸桿或精密絲杠驅動工作臺作直線中，通常以蝸輪蝸桿或精密絲杠驅動工作臺作直線位移或回轉運動，位移或回轉運動，蝸輪與蝸桿之間的齒側間隙或絲杠與螺母之間的配合蝸輪與蝸桿之間的齒側間隙或絲杠與螺母之間的配合間隙間隙直接引起工作臺的定位誤差。直接引起工作臺的定位誤差。 彈性

34、變形彈性變形在許多情況下，會引起在許多情況下，會引起彈性空程彈性空程，同樣會影響精度。，同樣會影響精度。減小空程誤差的方法有減小空程誤差的方法有：（1 1）使用儀器時，采用單向運轉，把間隙和彈性變形預先消除，然后再）使用儀器時，采用單向運轉，把間隙和彈性變形預先消除，然后再進行使用；進行使用；（2 2）采用間隙調整機構，把間隙調到最小；）采用間隙調整機構，把間隙調到最小；（3 3）提高構件剛度，以減少彈性行程；）提高構件剛度，以減少彈性行程；（4 4）改善摩擦條件，降低摩擦力，以減少由于摩擦力造成的空程。）改善摩擦條件，降低摩擦力，以減少由于摩擦力造成的空程。41（六）（六）溫度溫度舉例：1m

35、長的傳動絲杠均勻溫升1，軸向伸長0.011mm，引起傳動誤差。水準儀的軸系在的-40+40的工作環境下，軸系為間隙配合從過盈2.4um間隙4.8um ；軸系間隙的變化量達7.2um。溫度的變化可能引起電器參數的改變及儀器特性的改變，引起溫度靈敏度漂移和溫度零點漂移。溫度的變化使潤滑油的粘度下降，使系統剛度和運動精度下降、磨損加快。 結構件產生彎曲變形，改變了儀器各組成部件之間的位置關系。42（七）（七）振動與干擾振動與干擾 當儀器受振時，儀器除了隨著振源作整機振動外，各主要部件及其當儀器受振時，儀器除了隨著振源作整機振動外，各主要部件及其相互間還會產生彎曲和扭轉振動，從而破壞了儀器的正常工作狀

36、態，影相互間還會產生彎曲和扭轉振動，從而破壞了儀器的正常工作狀態，影響儀器精度。響儀器精度。如在如在瞄準讀數瞄準讀數中，振動可能使被瞄準件和刻尺的像抖動而變模糊；中，振動可能使被瞄準件和刻尺的像抖動而變模糊；振動頻率高時，還會使緊固件松動。振動頻率高時，還會使緊固件松動。若外界振動頻率與儀器的自振頻率相近，則會發生若外界振動頻率與儀器的自振頻率相近，則會發生共振共振，損壞儀器。，損壞儀器。減小振動影響的辦法：減小振動影響的辦法：（1 1）在高精度計量儀器中，盡量避免采用間歇運動機構，而用連續掃描）在高精度計量儀器中，盡量避免采用間歇運動機構，而用連續掃描或勻速運動機構；或勻速運動機構；（2 2）零部件的自振頻率要避開外界振動頻率，防止產生共振；）零部件的自振頻率要避開外界振動頻率，防止產生共振；（3 3）采取各種防振措施，如防振墻、防振地基、防振墊等；）采取各種防