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1、精密儀器專業(yè)課程設計說明書姓名：學號：U200910840班級：測控0903班指導老師：292013年3月22日目錄一、需求分析……………………………………………………………………….21、設計題目…………………………………………………………………….22、粗糙度定義………………………………………………………………….23、系統(tǒng)性能要求……………………………………………………………….2二、設計方案及原理………………………………………………………………41、系統(tǒng)原理……………………………………………………………………..42、系統(tǒng)分析………………………………………………
2、……………………..53、系統(tǒng)說明…………………………………………………………………….5三、傳感器選型……………………………………………………………………..6四、系統(tǒng)工作臺設計………………………………………………………………..71、導軌及支承結構選型……………………………………………………......72、傳動機構選型………………………………………………………………..93、電機選型……………………………………………………………………114、光柵尺選型…………………………………………………………………135、限位開關選型…………………………………………………………
3、……146、工作臺精度分析……………………………………………………….…15五、信號處理電路設計…………………………………………………….…...171、正弦波發(fā)生器……………………………………………………………172、信號跟隨及反相電路……………………………………………………19293、比較器電路……………………………………………………………….194、信號輸入及帶通濾波電路……………………………………………….205、相敏檢波電路…………………………………………………………….216、低通濾波電路…………………………………………………………….227、工頻陷波電路…
4、………………………………………………………….22六、設計不足及可擴展之處……………………………………………….…...24七、總結………………………………………………………………………….26附錄參考文獻…………………………………………………………………..27一、需求分析1、設計題目二維表面粗糙度自動測量系統(tǒng)2、粗糙度定義表面粗糙度是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，一般是由所采用的加工方法或其它外部因素造成，它是評定機械零件表面質量的重要指標之一。根據(jù)定義，非切削加方法所獲得的表面微觀幾何形狀特性屬于表面粗糙度的范疇，但是，零件表面的物理特
5、性(如表面應力、硬度、光亮程度、顏色及斑紋等)和表面缺陷(如硬傷、劃傷、裂紋、毛刺、砂眼及鼓包等)則不屬于表面粗糙度的范疇。零件表面粗糙度的形成，首先要受加工方法的影響。這是因為零件表面的粗糙度，主要來自金屬被加工時切削工具的切削刀刃在其上留下的切削痕跡。不同的加工方法、機床的精度、振動及調整狀況、工件的裝夾、塑性變形和刀具與工件之間的摩擦、操作技術以及加工環(huán)境的溫度、振動等主要因素，都會不同程度地直接影響零件加工表面的粗糙度。29綜上所述，切削加工方法不同，所得的零件加工表面粗糙度也不同。由于表面粗糙度是在切削加工過程中上述諸種因素共同作用的結果，而且這些因素的作用過
6、程是極其復雜和不斷變化的，因此，即使采用一種加工方法，在同樣的切削條件下，加工出同一批零件，甚至同一零件的同一表面上的不同部位，所得的表面粗糙度也不盡相同。3、系統(tǒng)性能要求1>工作臺運行范圍25mm；2>運行速度：最大達1mm/s；3>工作臺定位分辨率<0.002mm；4>垂直分辨率：+-0.01um；5>測量范圍Ra：+-100um；6>測量精度<2%。29二、設計方案及原理本設計擬采用電感傳感器，觸針掃描則由工作臺帶動工件相對觸針運動的方式。觸針式輪廓儀是最廣泛使用的接觸式測量儀，典型產品是英國Rankl’aylorHobson公司的TaylorSurf和Nanos
7、urf等系列輪廓儀。它們一般采用金剛石探針，通過驅動桿控制探針沿著工件表面作上下往復的運動，從而正確地反映被測表面的實際輪廓曲線。它的優(yōu)點是:分辨率高、測量范圍大、結果穩(wěn)定可靠、重復性好，其橫向和縱向分辨率分別為20nm和0.01um。此外它還作為其它粗糙度測量技術的對比方法。目前正在對觸針的形狀、大小、接觸力、觸針動態(tài)特性以及儀器智能化等方面加以不斷完善。其最大缺點為:探針常常會劃傷被測表面。因此，這類觸針式表面輪廓儀對輕金屬、塑料以及超精加工表面等都不適用。1、系統(tǒng)原理29圖2.1表面粗糙度是指加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀
