仪器精度理论第13章总结资料
绪论仪器精度理论
绪论 误差的基本概念
➢引用误差
示值误差是用仪器中各示值点上的绝对误差来表示,通常取 最大值。
特定值又称引用值，测量范围上限或全量程。 例如P3 的例子 国家标准和国家计量技术规范将某些专业的仪器仪表按引用 误差的大小分为若干准确度等级，例如将电压表分为0.05、 0.1、0.2、0.3、0.5、 … 、5.0等11个等级，符合某一个等 级 S 的仪表说明该仪表在整个测量范围内各示值点的引用误 差不超过 S %。
为长度单位，定名为“米” 已米的十分之一长度为立方作为容量的单
位，定义为“升” 已一立方分米的纯水在4C°的重量（质量）
作为重量的单位，定名为“千克” 1875年签定“米制公约”，成为国际上通
用的计量单位制。
绪论 基本术语
7、计量-----国际单位制
国际单位制 1954年第十届国际计量大会决定采用米、千
➢力学计量包括质量、容量、密度、压力、真空等。
绪论 基本术语
7、计量-----分类
➢电磁计量是根据各种电磁原理，对各种电磁物理量 进行的测量，包括电流、 电动势、电阻、电感、电容、 磁场强度等。
➢无线电计量是无线电技术所用全部频率范围内从超 低频到微波的一切电气特性的测量，包括高频电压、 功率、噪声、衰减、失真度等。
7、计量
定义：实现单位统一，量值准确可靠的活 动。
计量属于测量的范畴。 单位统一是指计量单位的统一，它是量值 统一的重要前提。 量值准确可靠表征的是测量结果与被测量 真值的接近程度。
“准”定量描述用误差或不确定度。
绪论 基本术语
7、计量----米制
米制是18世纪末由法国创立的一种计量单位制 经过巴黎的地球子午线的四千万分之一作
仪器精度理论第13章总结
③对放大倍率的影响
1 ' f x
' f物 ' f物
④对像点位置的影响
' ' 2 f ' l 1 x f
⑤对瞄准镜、测量相机精度的影响 f ' sin cos f
tan
y ' f ' ' ' f f
透镜偏心差
透镜的外圆中心轴与光轴的偏离程度。
为光轴相对外圆中心轴平移，即透镜等效节点沿垂轴移动 是光轴相对外圆中心轴倾斜一角度
产生的原因是:构成透镜的折射面曲率中心偏离了理想位置
平行玻璃板的位置误差
位于平行光路中时，它的转动使所有光线同时平移， 不影响像的位置，对像质影响不大
2
f
'
x0
对像点位置的影响
f '2 L x0
等效节点沿垂直光轴的方向移动∆y0（取向上移动为正方向）
对垂轴放大率的影 响
β不变
对像点位置的影响
y 1y0
'
焦距误差
①影响焦距误差的因素
曲率半径误差∆r 折射率误差∆n 中心厚度误差∆d
②焦距公差: 一般光学系统来说是可以保证其光学性能要求的，
纵向调焦误差
• 在瞄准过程中，所取的实际平面不可能与真正的像面正好 重合，这个位置误差反映到物方所对应的数值称为纵向调 焦误差，简称调焦误差。
调焦方法
清晰度法精 度 的 方 法
②利用人眼对称度的灵敏度 ③利用眼睛的体视灵敏度 ④将纵向调焦变成横向对准
13.1 光学仪器的对准精度
仪器精度总结报告
仪器精度理论总结报告精度：精度是误差的反义词，精度的高低是用误差来衡量的。
误差大则精度低，误差小则精度高。
仪器误差是指仪器本身所具有的误差。
可分为原理误差(多为系统误差)、制造误差(多为随机误差)、运行误差(多为随机误差)。
仪器误差的来源与性质一、原理误差原理误差：由于仪器设计中采用了近视的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所造成的。
(只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关)原理误差产生原因：1、把仪器的实际非线性特性近似地视为线性，采用线性的技术处理措施来处理非线性的仪器特性。
2、数据处理方法上的近似以及数值舍位。
3、仪器结构上的原理误差，即实际机构的作用方程与理论作用方程有差别，因而产生机构原理误差。
分析原理误差的途径：将仪器各个组成环节之间的实际关系与设计、计算时采用的理论关系进行比较，如有差异，则存在原理误差。
减少或消除原理误差影响的方法：1、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。
2、研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。
3、采用误差补偿措施(最可靠的方式)。
原理误差是系统误差，系统误差是有规律的。
二、制造误差制造误差：由仪器的零件、元件、部件和其他各个环节在尺寸、形状、相互位置以及其他参量等方面的制造及装调的不完善所引起的误差。
并不是所有的制造误差对仪器精度都有影响，我们只研究与仪器精度精度有关的制造误差，又称为原始误差。
制造误差是难以避免的，减小制造误差的的途径：1、在制造过程中提高加工精度和装配精度。
2、设计中合理地分配误差和确定制造公差。
3、正确应用仪器设计原理和设计原则。
4、合理的确定仪器的结构参数。
5、合理的结构工艺性。
6、设置适当的调整和补偿环节。
三、运行误差运行误差：仪器使用过程中所产生的误差。
运行误差产生原因：1、力变形引起的误差2、测量力引起的变形误差3、应力变形引起的误差4、磨损引起的误差5、间隙与空程引起的误差6、温度引起的误差7、震动引起的误差8、干扰与环境波动引起的误差。
仪器分析知识点总结大全
苯环或烯烃上的H被各种取代基取代，多产生红移。 5）pH值：红移或蓝移 6）溶剂效应：红移或蓝移
由n-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，形成 H 键的能力增加， 发生蓝移；由-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，激发态比基态
应时，可以试样作参比（不能加显色剂）。
第四章 原子发射光谱分析
4.1 概述 4.2 基本原理 4.3 AES 仪器 4.4 定性定量分析方法
关键词： 1）分析对象为大多数金属原子； 2）物质原子的外层电子受激发射产生特征谱线（线光谱）； 3）谱线波长——定性分析；谱线强度——定量分析。
定义：AES是据每种原子或离子在热或电激发下，发射出特征的电磁 辐射而进行元素定性和定量分析的方法。
标准曲线法； 标准加入法； 内标法。
第二章 光学分析方法导论
光学分析方法： 利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射 强度等光学特性，进行物质的定性和定量分析的方法。
电磁辐射具有波动性和微粒性；E = hν = h c /λ 发射光谱
吸收光谱
线光谱: 由处于气相的单个原子发生电子能级跃迁所产生的锐线，线宽大约
定义，概念，名词解释 方法原理、特点 仪器 定性、定量分析 误差来源及消除
仪器分析方法及分类
仪器分析
光分析法
原子 光谱
分子 光谱
电化学分析法
电 电库 伏 导 位仑 安
色谱分析法
气相 色谱
液相 色谱
热分析法， 质谱分析法， 分析仪器联用技术
原 原原 子 子子 发 吸荧 射 收光
紫分 红 外子 外 可荧 见 光、
仪器精度理论
1.什么是灵敏阈，分辨力，举例说明。
仪器的灵敏阈是指足以引起仪器示值可察觉到变化的被测量的最小变化量值。
被测量改变量小于这个阈值，仪器没有反应。
一般说来数字仪表最末一位数所代表的量，就是这个仪表的灵敏阈。
对于指针式仪表，一般认为人能感觉到的最小改变量是０.２分度值，所以可以把０.２分度值所代表的量作为指针式仪器的灵敏阈。
灵敏阈与仪器的示值误差限有一定关系，一般说来，仪器的灵敏阈小于示值误差限，而示值误差限应小于仪器的最小分度值。
例如1台500N电子拉力试验机在显示屏末尾数产生可觉察变动的最小负荷变化为0.1N，则此试验机的鉴别力阈为0.1N。
分辨力是显示装置能有效辨别的最小的示值差。
分辨力是指显示装置中对其最小示值差的辨别能力。
通常模拟式显示装置的分辨力为标尺分度值的1/2～1/10，即用肉眼可以分辨到一个分度值的1/2～1/10；对于数字式显示装置的分辨为末位数字的一个数码，对半数字式的显示装置的分辨力为末位数字的一个分度。
例如某仪表的量程为0-1.0000v，为5位数字显示，可说仪表的分辨力为10uV。
2.提高仪器精度的途径和方法有哪些？P11。
3.选择一种精密测量仪器，说明现代精密仪器的基本组成。
（1）基准部件：基准部件是仪器的重要组成部分，是决定仪器精度的主要环节。
（2）感受转换部件：感受转换部件的作用是感受被测量，拾取原始信号（3）转换放大部件：将感受转换来的微小信号，通过各种原理（如光，机，电，气）进行进一步的转换和放大，成为可使观察者直接接收的信息，提供显示和进一步加工处理的信号（4）瞄准部件：瞄准部件的主要要求是指零准确，一般不作读数用，故不要求确定的灵敏度。
（5）处理与计算部件：包括数据加工和处理，校正和计算等。
（6）作用是显示测量结果。
（7）驱动控制部件：主要有基座和支架、导轨和工作台，轴系以及其他部件，如微调和锁紧、限位和保护等机构。
（参考《现代精密仪器设计》）微器件装配系统4.接触测量工件的轮廓时，会形成何种误差，如何补偿？P70①测量力引起的接触变形接触测量时，测量仪器必须有足够的测量力，以保证测头与被测件可靠地接触。
仪器分析知识点总结pdf
仪器分析知识点总结pdf一、概述仪器分析是一门研究各种仪器和方法在化学和生物分析中的应用的学科。
它包括仪器的原理、结构、工作原理、应用范围和使用方法等内容。
仪器分析是化学和生物分析的基础，是现代化学和生物技术的重要支撑和工具。
本文将从仪器分析的基本原理、常见仪器的应用和发展趋势等方面进行总结。
二、仪器分析的基本原理1. 仪器分析的基本原理是什么？仪器分析是利用现代仪器设备对物质的成分、结构、性质和含量等进行定量或定性分析的方法。
其基本原理是利用各种仪器的物理、化学或生物特性对目标物质进行分析，从而获得分析结果。
2. 仪器分析的分类根据分析原理和方法的不同，仪器分析可分为物理分析仪器、化学分析仪器和生物分析仪器三大类。
物理分析仪器包括光谱仪、色谱仪、质谱仪等；化学分析仪器包括滴定仪、离子色谱仪、气相色谱仪等；生物分析仪器包括酶标仪、PCR仪等。
三、常见仪器的应用1. 光谱仪光谱仪是仪器分析中常用的一种仪器，主要用于对物质的吸收、发射、散射光谱特性进行分析。
光谱仪可以分为紫外-可见-近红外光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等。
其应用范围涉及分子结构分析、化合物鉴定、药物含量测定、环境监测等领域。
2. 色谱仪色谱仪是一种分离和分析化合物的仪器，常用于样品的分离和检测。
色谱仪主要分为气相色谱仪、液相色谱仪、超临界流体色谱仪等。
其应用范围包括化学品分析、环境监测、食品安全等方面。
3. 质谱仪质谱仪是一种对样品中分子进行碎裂和检测的仪器，常用于物质的质量、结构分析。
质谱仪主要包括飞行时间质谱仪、四级杆质谱仪、离子阱质谱仪等。
其应用范围主要涉及化合物鉴定、蛋白质序列分析、环境监测等。
4. 滴定仪滴定仪是一种常用于酸碱中和、沉淀析出、氧化还原等反应的仪器，可用于测定物质的含量和浓度。
其应用范围包括酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定等。
5. 离子色谱仪离子色谱仪是一种用于分离和检测离子化合物的仪器，主要用于水样中离子含量的测定。
仪器精度分析
名词解释：1. 测量范围：所谓测量范围只在允许误差范围内一起的被测量值的范围。
2. 滞差：在输入量由小逐渐增大再由大逐渐减小的过程中，对用一大小的输入量出现不同大小的输出量，这种由于测量行程方向的不同，对应于同一出入量产生输出的差异统称为滞差。
3. 零值误差：指当测量为零值时，测量仪器示值相对于零的差值，也可说是测量仪器的零位误差。
4. 示值误差：指测量仪器的示值与被测量的真值之差。
5. 齿轮空会：齿轮机构在工作状态下，输入轴方向回转时，输出轴产生的滞后量。
6. 准确度：测量仪器给出接近于真值的响应能力。
7. 等效节点：将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来，次虚线和光轴的交点为J 0，则透镜绕点J 0微量转动，像点不懂，称为J 0透镜的等效节点，称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
8. 螺旋线误差：螺杆旋转一个螺距周期，在同一半径的圆柱截面内，加工形成的螺旋线轨迹与理论螺旋线轨迹之差。
9. 灵敏度：即仪器对被测量变化的反应能力。
S=xL 10. 阿贝原则：所谓阿贝原则，即被测尺寸与标准尺寸在测量方向的同一直线上，或者说，被测量轴线只有在基准轴线的延长线上，才能得到精确的测量结果。
11. 螺距积累误差：在给定长度范围内，任意两牙间的距离对公称尺寸偏差的最大代数和。
12. 视差：指示器与标尺表面不在同一平面时，观察者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所引起的误差。
13. 漂移：指仪器特性随时间的缓慢变化，通常表现为零位或灵敏度随时间的缓慢变化，风别称为零点漂移和灵敏度漂移。
14. 等效节平面：将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来，次虚线和光轴的交点为J 0，则透镜绕点J 0微量转动，像点不懂，称为J 0透镜的等效节点，称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
15.量化误差：由于脉冲数字系统中，用脉冲或数码表示连续变化的物理量，因此介于两个脉冲或两个数码之间的值只能用与它相接近的脉冲或数码表示，这样便产生了误差。
仪器精度理论课程报告
1 / 181仪器精度理论总结报告姓 名： 学号：学 院： 专 业： 类 别： 上课时间： 22015 年月日报告一误差分离法误差分离是指从所测信号中分离并去除由测量系统引入的影响测量精度的信号分量，从而得到所要测量的准确信号。
在几何量测量中有时测量数据是两个或两个以上被测量误差的综合，因此需要进行误差分离后进行误差修正。
在形状误差的测量中，就常用到误差分离法。
一误差分离技术误差分离技术最初应用于圆度误差的测量，是指从传感器测得的信号中分离并除去圆度仪的主轴回转误差对测量结果的影响。
随着高精度圆度测量技术的发展，误差分离技术也得到了不断的发展，并引入到主轴回转误差的测量中。
在主轴回转误差的测量中，误差分离技术则要从传感器测得的信号中分离并除去被测件的形状误差、安装偏心误差，从而得到精确主轴的回转误差信号。
主轴回转误差测量的误差分离技术与圆度测量误差分离技术相比，保留和去除的信号正好相反，但它们实质工作却是相同的，都是对混入了主轴回转误差和形状误差信号进行处理。
2/ 1823 / 183国内外学者已经提出了很多误差分离的方法，各种方法有不同的优缺点和适用场合。
概括起来讲，应用的较多的主要有反向法、多点法、多步法等。
其它的很多误差分离方法都是建立在这三种误差分离方法基础之上的。
二 典型误差分离法2.1 反向法图2.1为反向法测量的基本原理图。
T 为从传感器测头，其测得的信号△T(θ)在去除了偏心误差之后包括两部分，主轴的回转误差R(θ)，标准球的圆度误差S(θ)。
图2.1 反向法测量的原理图 反向法是一种完全的误差分离方法，能简单。
但是，反向法要求系统的重复性好，所要求的相位。
达到很高的分离精度，并且需要的实验设备并且要转测头和标准球，转后不易保证对准。
2.2 三点法多点法最常见的是三点法。
图2.2为其测量原理图图2.2 三点法测量的原理图多点法要求使用多个传感器同时采集数据，多个传感器必须以同一原点为圆心成一精确的确定角度布置，这就要求机械装置有较高的加工精度，同时对传感器的装火、调试提出了较高的要求。
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①采用光电对准
提 高 精
②利用人眼对称度的灵敏度
度 的 方 ③利用眼睛源自体视灵敏度法 ④将纵向调焦变成横向对准
13.2透镜误差分析
• 根据书图13-2，将一对共轭点A和A'用虚线连接起 来，此虚线和光轴的交点为J0 ，则透镜绕J0 点 微量转动时，像点不动，称J0 为透镜的等效节点 ，称过J0 点作光轴的垂面为等效节平面。
• 由于观察者主观条件的限制，存在横向对准误差，简称对 准误差。
• ε'的数值与采用的对准的方法见书上表13-1
纵向调焦误差
• 在瞄准过程中，所取的实际平面不可能与真正的像面正好 重合，这个位置误差反映到物方所对应的数值称为纵向调 焦误差，简称调焦误差。
清晰度法调焦误差 调焦方法
消视差法调焦误差
f
'2 M
h
②平行玻璃板的最小焦距
f0' f0'
f0' fmin
一般航测相机要求
f' m in
5000
~ 10000
m
13.1 光学仪器的对准精度
光学仪器的对准分为横向对准和纵向对准。
横向对准有时也称为瞄准，纵向对准习惯上叫 调焦 两者之间有内在的联系，当性质上还是有差别， 计算误差方法也不同
横向对准误差
• 在垂直于观察方向的同一平面上面，使两标记线重合，或 者令两线端点相接，或使一条不太细的线与两条平行的细 线或狭缝对中，以及交叉线与一对平行线或狭缝对中，这 些都称为横向对准，统称为对准。
• 等效节点能够反映透镜的动态光学特性，利用它 分析透镜误差是十分有效和方便的。
透镜的位置误差
• 无位置误差时，透镜的等效节点位于最理想的位置上，等 效节平面垂直系统光轴。位置误差造成等效节点位移，病
史等效节平面不垂直系统光轴，导致共轴性的破坏，并且
物、象共轭关系发生变化，像质受到影响。
①等效节点沿光轴方向移动∆x0 （沿光线方向为正）
位于会聚光路中时，它的转动会导致像点位，其垂轴 移量为
E 1
cos n2 sin2
d
sin
平行玻璃板的制造误差
对成像位置的影响
①平行差θ
' n 1
产生倍率色差
对成像质量的影响
' CF
' CF K
光轴偏转，导致像面倾斜
'
0.33
f
tan
y' f'
f ' f'
透镜偏心差
透镜的外圆中心轴与光轴的偏离程度。 为光轴相对外圆中心轴平移，即透镜等效节点沿垂轴移动 是光轴相对外圆中心轴倾斜一角度
产生的原因是:构成透镜的折射面曲率中心偏离了理想位置
平行玻璃板的位置误差
位于平行光路中时，它的转动使所有光线同时平移， 不影响像的位置，对像质影响不大
对垂轴放大率的影响
2
f'
x0
对像点位置的影响
L f '2 x0
等效节点沿垂直光轴的方向移动∆y0（取向上移动为正方向）
对垂轴放大率的影 响
对像点位置的影响
β不变
y' 1y0
焦距误差
①影响焦距误差的因素
曲率半径误差∆r 折射率误差∆n
中心厚度误差∆d
②焦距公差: 一般光学系统来说是可以保证其光学性能要求的，
一般按相对误差为1%给定焦距误差
③对放大倍率的影响
1 f '
x
f物' f物'
④对像点位置的影响
l '
1
2f x
'
f
'
⑤对瞄准镜、测量相机精度的影响
sin cos f '