《测控仪器设计(第2版)》课后习题答案_浦昭邦_王宝光(11)

（五）表面装饰处理

二、人机工程

所谓人机工程是指所设计的仪器设备要达到机器—人—环境的协调统一,使仪器设备适合人的生理和心理要求,从而达到工作环境舒适安全、操作准确、省力、轻便,减轻了劳动强度,提高了工作效率的目的。人机工程包括以下几方面：

（1）人体尺度 在仪器总体设计时，应考虑操作人员的身高、体重等与人体有关的数据，以便达到上述要求。

（2）视角要求 仪器设备的显示和读数部件对人的视觉影响最大。

（3）作用力要求 作用力要求指人在操作时，需使用的作用力的大小和作用点相对于操作者的位置。对于精密测控仪器而言，由于操作的对象是按钮，按动按钮无需很大的作用力，因此，按钮的位置需按视角要求的位置和操作者容易达到的位置来设计。

（4）工作环境和安全设计 工作环境应最大限度地减小噪音，工作的时序、操作的难易、故障的排除应有利于减轻操作者的精神紧张状况，尽量减轻人的体力和脑力消耗；在设计时，应有直接安全技术措施和间接安全技术措施。

导向精度 动导轨运动轨迹的准确度，直线度。

1）导轨的几何精度—导轨的几何精度包括导轨在垂直平面内与水平面内的直线度，导轨面间的平行度和导轨间的垂直度。

2）接触精度—指动静导轨之间的微观不平度，它将影响导轨的接触变形。因此要求接触积大于80%。为此，要有粗糙度指标。 对滑动摩擦导轨、动导轨 Ra 0.2 0.8 m；静导轨=0.1—0.4 对滚动摩擦导轨 Ra 0.2 m

3）实际上因导轨引起的误差是很复杂的。以单轴方向导轨为例：其存在扭摆（Raw）误差、俯仰 (Pitch) 误差和偏转(Roll)误差，此外还有两维平行度(Straightness)误差、线性（Linear）误差。

1）滑动摩擦导轨 两导轨面间直接接触形成滑动摩擦。

2）滚动导轨 动静导轨面间有滚动体，形成滚动摩擦。

3）静压导轨 两导轨面间有压力油或压缩空气，由静压力使动导轨浮起形成

液体或气体摩擦。

4）弹性摩擦导轨 利用材料弹性变形，使运动件做精密微小位移。这种导轨

仅有弹性材料内分子间的内摩擦。

1) 支承件的结构特点和设计要求

基座立柱 结构尺寸较大， 结构比较复杂， 要承受外载荷及其变化，受热变形影响较大。

A要具有足够的刚度，力变形要小 B稳定性好，内应力变形小 C热变形要小 D良好的抗振性 相应措施

A刚度设计常采用的方法有模拟试验法（仿真试验）、量纲分析法和有限元分析法。有限元分析已有成熟的分析软件可借用。采用正确的结构设计也是保证支承件刚度的重要手段。

B对铸造的基座和立柱要进行时效处理，以消除内应力，减少应力变形。时效处理的方法有两种，即自然时效和人工时效。

C严格控制工作环境温度, 控制仪器内的热源, 采取温度补偿措施

D在满足刚性要求情况下，尽量减轻重量，以提高固有频率，防止共振；如合理地选择截面形状和尺寸，合理地布置肋板或隔板以提高静刚度；减小内部振源的振动影响，如采用气体、液体静压导轨或轴系；对驱动电动机的振动加隔离措施；对运动件进行充分润滑以增加阻尼等；采用减振或隔振设计，如弹簧隔振、

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