第一章 精密仪器设计概论

§1-1 概述

一、精密仪器是仪器仪表学科的重要组成部分

二、我国精密仪器发展的状况

三、仪器仪表行业的任务

四、本课程的目的与要求

§1-2 仪器的分类

§1-3 仪器的基本组成

一、设计指导思想

§1-4 精密仪器设计的指导思想、原则与程序

二、设计原则

三、设计程序

§1-5 精密仪器发展的特点和趋势

第二章 精密仪器设计的精度理论

§2-1 仪器精度理论中的若干基本概念

一、误差

二、精度

三、精密仪器的精度指标

§2-2 仪器误差的来源与分析

一、原理误差

二、制造误差

三、运行误差

§2-3 仪器误差的计算分析方法

一、误差独立作用原理

二、微分法

三、几何法

四、逐步投影法

五、作用线与瞬时臂法

§2-4 仪器误差的综合

一、随机误差的合成

二、系统误差的合成

三、不同性质误差的合成

四、误差合成举例

§2-5 仪器精度设计与误差分配

一、仪器精度指标的制定

二、仪器精度分配步骤与依据

三、误差的分配方法

§2-6 仪器的动态精度

一、临界频率特性

二、被测量件的临界送进速度

三、极限动态误差

四、精度幅频特性

五、精度过渡函数

第三章 精密机械系统的设计

§3-1 基座与支承件

一、基座与支承件的结构特点及主要技术要求

二、基座与支承件的结构设计

三、基座与支承件的材料选择

§3-2 精密X-Y工作台

一、X-Y工作台的性能要求、型式及组成

二、导轨的基本要求

三、滑动摩擦导轨

四、滚动摩擦导轨

五、液体静压导轨

六、空气静压导轨

§3-3 伺月艮机械系统设计

一、伺服系统的分类

二、机械传动装置的主要参数确定原则

三、机械传动装置的特性分析和计算

四、开环系统的误差分析与校正

五、开环系统的力Ⅱ减速控制电路

六、闭环伺月艮系统

一、主轴系统设计的基本要求

§3-4 主轴系统

二、滚动摩擦轴系

三、滑动摩擦轴系

四、主轴设计

第四章 微位移技术

§4-1 概述

一、微位移机构的分类及应用

二、几种常用的微动工作台简介

§4-2 压电、电致伸缩器件

一、压电与电致伸缩效应——机电耦合效应

二、材料

三、压电、电致伸缩器件

§4-3 电磁控制的微动工作台

一、电磁驱动原理

二、位置控制范围

三、设计中考虑的几个问题

四、应用实例

§4-4 柔性铰链

一、柔性铰链的类型

二、柔性铰链的设计

二、精密微动工作台设计中的几个问题

一、微动工作台的设计要求

§4-5 精密微动工作台的设计及其特性分析

三、精密微动工作台的设计

四、微动工作台的特性分析

§4-6 其它类型的微位移机构

一、电热式微位移机构

二、机械式微位移机构

三、机械组合式微位移机构

§4-7 调焦与调平

一、气动调焦

二、斜光束自动调焦

三、象散法自动调焦

四、比相法自动调焦

五、图象处理法自动调焦

六、偏心光束法自动调焦

七、其它自动调焦方法简介

第五章 定位与测量系统

§5-1 概述

§5-2 光电编码技术

一、编码器的种类

二、透射式光电编码器中的几个基本问题

一、莫尔条纹定位测量原理

§5-3 光栅定位测量系统

二、莫尔条纹读数系统

三、光栅副的设计

四、影响莫尔条纹信号的因素

五、莫尔条纹信号的细分

六、圆光栅莫尔条纹

七、三光栅系统

八、零位光栅

§5-4 其它编码器

一、线纹尺与度盘

二、码尺与码盘

三、感应同步器与旋转变压器

四、磁栅

§5-5 激光干涉定位测量系统

一、干涉仪的原理

二、干涉仪设计中的几个问题

三、双频激光干涉仪

§5-6 微小尺寸测量系统

一、微位移的测量

二、微细图形尺寸的测量

三、膜层厚度测量

第六章 瞄准与对准系统

§6-1 接触式瞄准方法

一、机械测头

二、光电测头

三、电学测头

§6-2 非接触式瞄准方法

一、光学法

二、光电显微镜

三、光电准直仪

§6-3 光电自动对准系统

一、光度式光电自动对准

二、扫瞄式光电自动对准

三、光栅衍射式光电自动对准

四、波带片式光电自动对准

五、x射线、电子束自动对准

第七章 总体设计

§7-1 设计方法概述

一、新产品设计试制过程

二、设计方法概述

§7-2 设计任务分析

一、主要参数与技术指标的内容

§7-3 主要参数与技术指标

二、确定主要参数和技术指标的方法

§7-4 总体方案的制定

一、基本设计原则

二、总体方案制定的内容

第八章 典型精密仪器设计

§8-1 概述

一、集成电路发展简况

二、大规模集成电路制作技术

三、国内外图形发生器简况

§8-2 光学图形发生器总体设计

一、光学图形发生器制版的基本原理及图形发生器的基本功能

二、主机总体方案

三、精密定位工作台

四、计算机控制方式

五、光学系统与成象质量

§8-3 TF-2型光学图形发生器的设计简介

一、TF-2型光学图形发生器设计技术指标

二、设计任务分析及总体方案

三、整机结构原理

四、误差分配与精度分析

主要参考文献