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第一节 概述1

第一章 测控仪器设计概论1

第二节 测控仪器特点和展望3

第三节 对测控仪器设计的要求和设计程序4

一 设计要求4

二 设计程序5

第二章 仪器精度理论7

第一节 仪器精度理论中的若干基本概念7

一 误差7

三 仪器精度指标9

二 精度9

第二节 仪器误差的来源和性质14

一 原理误差14

二 制造误差17

三 运行误差18

第三节 仪器误差的分析与计算21

一 误差独立作用原理22

二 微分法23

三 几何法24

四 作用线与瞬时臂法25

五 数学逼近法32

六 控制系统误差分析法34

七 其他方法36

第四节 仪器误差的综合37

一 随机误差的综合37

二 系统误差的综合38

三 仪器误差的综合示例38

第五节 仪器误差分析与综合举例39

一 立式光学计原理与结构39

二 立式光学计精度分析40

一 仪器精度指标的确定44

第六节 仪器精度设计44

二 误差分配方法47

三 球径仪误差分配与调整实例49

第三章 测控仪器总体设计53

第一节 设计任务分析与创新点的构思53

一 设计任务分析53

二 创新点的构思55

第二节 测控仪器设计原则59

一 阿贝（Abbe）原则及其扩展59

二 变形最小原则及减小变形影响的措施66

四 坐标系基准统一原则74

三 测量链最短原则74

五 精度匹配原则76

六 经济原则76

第三节 测控仪器设计原理77

一 平均读数原理77

二 比较测量原理82

三 补偿原理86

第四节 测控仪器工作原理的选择和系统设计88

一 信号转换与传输原理的选择89

二 标准量及其细分方法的选用89

三 数据处理与显示装置的选取95

四 运动方式与控制方式98

第五节 测控系统主要结构参数与技术指标的确定98

一 从精度要求出发确定仪器参数——光学灵敏杠杆的杠杆比的确定99

二 从测量范围要求出发确定仪器参数——小模数渐开线齿形误差检查仪的结构参数的确定100

三 从误差补偿要求来选择参数——电容压力传感器的结构参数确定102

第六节 测控仪器的造型设计103

一 外形设计104

二 人机工程106

第一节 仪器的支承件设计108

一 基座与立柱等支承件的结构特点和设计要求108

第四章 精密机械系统的设计108

二 基座与立柱等支承件的结构设计111

第二节 仪器的导轨及设计116

一 导轨的功用与分类116

二 导轨部件设计的基本要求117

三 导轨设计应遵守的原理和准则123

四 滑动摩擦导轨及设计125

五 滚动摩擦导轨及设计128

六 静压导轨及设计要点134

一 主轴系统设计的基本要求142

第三节 主轴系统及设计142

二 精密油膜滑动轴承轴系结构及设计150

三 滚动摩擦轴系及设计153

四 气体静压轴承轴系结构及设计160

五 液体静压轴承轴系及设计163

六 液体动压轴承轴系166

第四节 伺服机械系统设计168

一 伺服系统的分类169

二 伺服驱动装置170

三 机械传动装置170

五 伺服系统的误差校正173

四 伺服系统的精度173

第五节 微位移机构及设计175

一 常用的微位移机构175

二 微驱动器件179

三 柔性较链181

四 精密微动工作台设计要点184

第五章 测控仪器的电路系统设计186

第一节 电路系统的组成、要求和设计准则186

一 电路系统的作用及其组成186

二 对测控电路的一般要求187

三 电路系统的设计准则189

第二节 电路系统的精度192

第三节 中央处理系统的设计193

一 以计算机为核心的中央处理系统194

二 基于微处理器的主机电路196

三 基于微型计算机的主机电路201

四 模/数转换电路203

五 数/模转换电路208

第四节 电路系统的抗干扰技术210

一 干扰源210

二 干扰的耦合方式211

三 干扰的形态212

四 不同干扰的抑制措施213

五 接地技术216

六 其他抗干扰方法219

第五节 电路系统的可靠与故障诊断技术221

一 电路系统的可靠性221

二 提高硬件可靠性的一般方法223

三 故障诊断技术224

第一节 光电探测器及其选用226

一 光电探测器的种类226

二 光电探测器的性能参数229

三 光电探测器的噪声231

四 光电探测器选用的一般原则233

第二节 光电探测器的偏置方式234

一 光电探测器的偏置方式234

二 几种常用的偏置电路234

第三节 光辐射的高速制237

一 电光调制238

二 磁光调制241

三 声光调制242

一 光源类型及选用244

第四节 光学系统参数的确定244

二 基于目视方式的光学系统参数的确定248

第六章 测控仪器的光电系统设计255

三 基于光电探测方式的光学系统参数的确定258

第五节 激光干涉仪的设计263

一 干涉仪的一般特性与设计要点263

二 激光干涉测长仪设计264

三 双频激光干涉仪概述276

第七章 测控仪器的现代设计方法279

第一节 测控仪器的计算机辅助设计280

一 工程图样的计算机绘制282

二 计算机辅助分析计算285

三 计算机仿真286

第二节 测控仪器的优化设计方法290

一 基本术语291

二 优化设计的数学模型292

三 优化设计步骤293

四 优化问题求解的常用数学方法295

五 优化设计程序和优化设计软件包297

六 优化设计应用实例298

一 可靠性设计的基本概念302

第三节 测控仪器的可靠性设计302

二 可行性特征量304

三 可靠性设计的内容和方法306

四 系统可靠性的预测308

五 系统的可靠性分配312

第四节 有限元分析方法314

一 有限元分析的原理与步骤315

二 有限元分析的数据前置处理320

三 有限元分析的数据后置处理322

四 常用有限分析软件324

二 创造的特征与一般过程325

第五节 创造性设计方法325

一 常规性设计与创新性设计325

三 创造性思维326

四 创造性设计方法328

第六 虚拟仪器技术332

一 虚拟仪器的基本概念333

二 虚拟仪器系统的组成333

三 虚拟仪器系统的软件开发平台336

四 虚拟仪器技术的应用337

参考文献339