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