《测控仪器设计(第2版)》课后习题答案_浦昭邦_王宝光(15)

1、柔性支承一压电器件驱动的微位移机构 这种机构是一种新型微位移机构，微移动工作台被安装在柔性支承上；压电元件在电压驱动下可精密伸长与缩短，并推动柔性支承与工作台一起位移。由于柔性支承无间隙、无摩擦、不发热，而压电驱动精度高、无噪声、不受温度和电磁场影响、体积小、不老化，因而很容易实现0.l～0.001μm的微位移。

2、平行片簧导轨一电压器件驱动的微位移机构 微工作台由平行片簧导向，压电器件驱动，无间隙，无摩擦。微位移时片簧产生的弹性变形，即为工作台的微位移。这种微位移机构可以达到O.Olμm的位移分辨力，方法简便，精度高，是常用的微位移机构。

3、滚动导轨一压电器件驱动 滚动导轨是精密仪器中常用的导轨形式，它具有运动灵活、行程大、结构较简单、精度较高等优点。用压电器件驱动，可以得到高的位移分辨力。这种组合的微动工作台，易于实现大行程及微位移的结合。

4、平行片簧导轨一步进电机及机械式位移缩小机构驱动 微位移机构用平行片簧导轨，驱动采用步进电机，为获得微位移，需将步进电机的输出用机械式位移机构缩小，如用精密螺旋传动、弹性传动、齿轮传动、楔块传动等。

5、平行弹簧导轨一电磁位移器驱动 为克服丝杠螺母机构的摩擦和间隙，可采用电磁驱动的弹簧导轨微动工作台，其原理见图4-92。微动工作台用平行片簧导向，在工作台端部固定着强磁体，如坡莫合金制成的小片，与坡莫合金小片相隔适当的间隙装有电磁铁，通过电磁铁的吸力与上述平行片簧导轨的反力平衡，进行移动工作台的定位。

6、气浮导轨一步进电机及摩擦传动 弹性导轨是为解决高分辨力而采用的，但行程小。为解决大行程和亚微米分辨力的矛盾，可采用气浮导轨。气浮导轨精度高，极灵敏，无摩擦，无磨损，运动平稳。摩擦传动无振动，运动平稳，缩小比大，定位精度可达±O.1μm。图4-93是用于分步重复照相机上的气浮导轨—步进电机及摩擦传动工作台。

7、二维X-Y双向微位移工作台 由于常用的压电和电致伸缩传感器本身的最大伸长量为8～25μm，不能满足宽范围微位移工作台的要求，故常采用一级或两级杠杆放大机构，以达到宽范围的位移。

X、Y双向微位移部分，互相垂直地设计在同一整体结构平面内，其中X向微位移部分，刚性地嵌套在Y向微位移部分工作台之内，即内层为X向工作台，外层为Y向工作台。通过二级杠杆放大机构驱动，可以实现无爬行、无蠕动、无转角的大范围移动。

1. 测量电路

测量电路是信息流的输入通道，其作用是将传感器输出的测量信号进行调理、转换、或者运算等。 测量电路包含的电路类型众多，例如各种放大电路、调制解调电路、滤波电路、阻抗变换电路、电平转换电路、模数转换（A/D）电路、频率-电压转换电路、傅立叶变换电路、量程自动切换电路、非线性补偿电路、温度补偿电路、运算电路等等。

2. 控制电路

控制电路是信息流的输出通道，其作用是根据中央处理系统发出的命令，对被控参数实行控制。 控制电路也包含多种电路，例如各种电压放大电路、电流放大电路、功率放大路、驱动与隔离电路、数字模拟（D/A）转换电路、电压-电流转换电路、遥控电路等。

3. 中央处理系统

中央处理系统同时连接着测量电路和控制电路，即连接着信息流的输入通道和输出通道，因此它是整个电路与软件系统的中心，同时也是整个测控仪器的神经中枢。

多数的中央处理系统一般都采用计算机。小型的测控仪器常采用单片机(MPU)、微处理器(μP)、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理(DSP)芯片，并配以相应的外围电路，组成便携式测控仪器和工业过程控制仪器。

4. 电源

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