精密测控与定位技术

作者小传

李东升，男，1957

年5月生，吉林省梨树

县人。

1996年毕业于哈尔

滨工业大学仪器仪表及

测控技术系，获工学博

士学位。现任东北林业

大学机电工呈学院副院

长、副教授，全国高等

林业院校教学指导委员

会委员。

自80年代以来，从

事新型传感技术、超精

测试技术、机电一体化

等领域的科研和教学工

作，发表论文20余篇

获国家和省部级科技成

果奖三一项。

目 录

1现代测量技术概论

1.1测试技术进展

1.1.1概述

1.1.2智能仪器与虚拟仪器进展

1.1.3超精加工与计量技术进展

1.2回转体形状误差测量技术现状

1.2.1概述

1.2.2基础技术的研究

1.2.3形状误差评定理论

1.2.4误差补偿技术

1.2.5传感器及其标定技术

1.2.6三点法测量技术

1.3回转体形状误差超精测量的意义

1.3.1超精密工程的要求

1.3.2测控与定位技术研究的必要性

1.3.3精密测量中测控定位技术研究的内容

2测控及定位理论

2.1测控与定位系统研究的对象

2.1.1载荷的作用

2.1.2大载荷作用下的精密定位原则

2.2回转体测量仪器设计

2.2.1设计理论

2.2.2仪器坐标系

2.2.3坐标变换

2.3微位移技术

2.3.1亚微米级微位移技术

2.3.2压电、电致伸缩器件

2.3.3柔性铰链

2.4设计实例

2.4.1设计要求

2.4.2测控及定位系统设计

3测量基准模型与误差

3.1测量基准的建立及基准误差模型

3.1.1测量基准的建立

3.1.2基准轴系误差

3.1.3基准导轨误差

3.1.4基准之间的位置误差模型

3.2测量系统的误差模型

3.2.1干扰信号对仪器性能的影响

3.2.2双空气静压系统的抗干扰性能分析

3.2.3定位系统机械漂移的误差模型

3.2.4滚动摩擦环节的影响

3.2.5仪器总误差的修正模型

3.3调倾与调偏之间的耦合及解耦方法

3.3.1模型解耦

3.3。2机械解耦

4误差分离技术与传感器标定技术

4.1基准间位置误差的分离技术

4.1.1误差分离原理

4.1.2倒置测量法误差分离模型

4.1.3反向法误差分离模型

4.1.4工件安装倾斜的影响及导轨倾斜

方向判别

4.1.5误差分离法的方法误差估计

4.2动静态标定技术

4.2.1概述

4.2.2跳变式标准器

4.2.3椭圆柱式标准器

4.2.4波度标准器

5测控定位系统性能试验及精度分析

5.1主轴误差运动的测量

5.1.1测控系统原理

5.1.2轴系误差测量概述

5.1.3径向误差的测量

5.1.4角回转误差的测量

5.1.5轴向回转误差的测量

5.2导轨直线度及基准平行度误差的测量

5.2.1导轨直线度误差的测量

5.2.2基准间平行度误差的测量

5.3静态标定与建模

5.3.1静态标定方法

5.3.2以量块为标准量的静态标定法

5.3.3采用双频激光干涉仪的静态标定法

5.3.4动态标定试验

5.4微调整当量试验及传感器性能试验

5.4.1X－Y调整当量试验

5.4.2α－β调整当量试验

5.4.3传感器性能试验

5.4.4传感器定位及调整系统

5.5重复性试验及加载试验

5.5.1重复性试验

5.5.2加载试验

5.6比对试验

6平直度误差测量中的有关理论问题

6.1直线度和平面度测量综述

6.1.1直线度原始数据的测量

6.1.2平面度原始数据的获得

6.2研究的内容与意义

6.3直线度、平面度误差测量中的有关理论问题

6.3.1直线度误差原始数据测量方案的论证

6.4数学模型的建立

6.4.1条件方程和联系数法方程的建立

6.4.2平差精度评定

7平直度原始数据的测定与分析

7.1直线度误差中的原始数据的获得

7.1.1原始数据的测量方法

7.1.2原始数据的初步处理

7.2直线度误差原始数据处理数学模型的建立

7.2.1求各被测点的最佳估计值

7.2.2求精度估计

7.2.3实验数据结果分析

7.3测量数据的插值平滑处理

7.3.1插值法

7.3.2离散点连成光滑曲线的阿克玛方法

7.3.3测量数据的插值平滑处理

7.4平面度误差原始数据的测定及数据分析

7.4.1平面度误差原始数据的测量

7.4.2数据处理数学模型的建立

参考文献

2100433B

内容提要

本书主要介绍了精密机械加工与测量中的关键技术之一――测控与定

位技术，并以回转体形状误差超精测量为例展开了阐述。主要内容包括：现

代测量技术概论，测控及定位理论，测量基准模型与误差，基准误差分离技

术，测控定位系统性能试验及精度分析，平面度、直线度测量平差理论与应用

等，

本书可作为精密机械工程专业和机电一体化专业研究生的参考书，也可

供从事精密机械加工与测量工作的工程技术人员参考。