具体描述
内容简介
本教材是为测控技术与仪器专业的本科生设置的专业必修课《精密仪器设计》编写的教材。教材共设8章，包括概论、仪器的精度理论、仪器的总体设计、光学系统、精密机械系统、电路系统设计、控制系统、精密仪器设计实例。主要介绍精密仪器的机械、光学和电子部分主要结构、基本原理和设计方法，并结合实例从光机电一体化的设计思想突出精密仪器的特点和设计方法。目录
前言第一章精密仪器概论
第一节概述
第二节精密仪器的重要性和展望
第三节精密仪器的设计要求和过程
作业与思考题
第二章仪器的精度理论
第一节精度理论的基本概念
第二节误差的处理和评定
第三节仪器的精度分析
第四节仪器的精度设计
作业与思考题
第三章精密仪器总体设计
第一节总体设计的相关基础
第二节总体设计内容
第三节 总体设计举例
作业与思考题
第四章机械系统设计
第一节机构设计基础
第二节机械传动机构设计
第三节导向机构设计
第四节微位移机构设计
作业与思考题
第五章光学系统设计
第一节概述 一
第二节光学基本理论
第三节典型光学元件及成像理论
第四节典型光学系统
作业与思考题 一
第六章伺服系统设计
第一节概述
第二节开环伺服控制系统设计
第三节 闭环伺服控制系统设计
作业与思考题
?第七章 电路系统设计
第一节 电路系统组成与设计要求
第二节 电路系统硬件设计
第三节 电路系统软件设计
第四节 电路系统抗干扰及可靠性设计
作业与思考题
第八章。精密仪器设计实例
第一节激光干涉测长仪设计
第二节便携式近红外光谱仪器设计
作业与思考题
实验部分
实验一测量显微镜结构分析设计
实验二精密工作台控制系统设计
实验三精密工作台控制计算机系统设计
实验四单色仪光栅扫描计算机控制系统设计
参考文献
前言/序言
“精密仪器设计”是为测控技术与仪器专业的本科生设置的专业课。本书结合该专业学生的先导课程和知识体系的特点，从理论原理到实验和设计较系统地指导学生的学习实践过程，使之了解本专业的前沿发展现状和趋势，掌握光、机、电一体化的精密仪器的基本工作原理、主要技术、设计方法等工程基础知识和本专业的基本理论知识，具备设计和实施工程实验、对实验结果进行分析、综合运用所学知识与技术进行仪器设计的能力。本书也可作为从事仪器设计、科研、计量、生产的工程技术人员的参考书。本书共分八章：
第一章精密仪器概论。阐述精密仪器的特点、内容、分类、设计要求及其发展趋势，精密仪器的组成结构。
第二章仪器的精度理论。介绍精度理论的基本概念、精度分析和精度设计的步骤和方法。
第三章精密仪器总体设计。介绍精密仪器设计的基本原则、设计原理和总体设计内容，精密仪器的总体设计过程。
第四章机械系统设计。介绍机械系统的组成要素、相关的概念和设计内容，阐述精密仪器中常用的机械传动、导向和微位移机构的组成原理和设计要点，讲解机械结构的分析、运动简图的绘制、传动比的计算。
第五章光学系统设计。介绍光学系统的基本理论、结构，典型光学元件和系统的成像原理以及光学设计的主要内容。
第六章伺服系统设计。介绍精密仪器控制系统的基本概念、组成、分类和基本要求，开环伺服系统及闭环伺服系统的组成、主要部件、设计方法与步骤。
第七章电路系统设计。介绍精密仪器电路系统组成，软硬件设计方法和提高系统可靠性的措施。‘第八章精密仪器设计实例。介绍激光干涉测长仪和近红外光谱仪器的设计要求、结构及设计方法和过程。
本书由吉林大学王智宏教授（第一至五、八章和实验部分）、刘杰副教授（第六章）、千承辉高级研究员（第七章）共同编写。
本书参阅了李庆祥、王东生、李玉和编著的《现代精密仪器设计》，浦昭邦、王宝光编著的《测控仪器设计》，殷纯永主编的《光电精密仪器设计》，郁道银、谈恒英编写的《工程光学》等著作，在此对文献作者表示衷心感谢。同时感谢博士生张福东在本书编写和校对过程中所做的工作。
由于编著者水平有限，书中难免有不当或错误之处，望读者批评指正。
编著者
用户评价
这本书刚到手，就被它的封面设计吸引住了，那种低调的金属质感，搭配上简洁的字体，瞬间就传递出一种专业、严谨的气息。迫不及待地翻开，首先映入眼帘的是那厚重的纸张，触感温润，散发出淡淡的书香，这年头能用上这么好的纸张的书真的不多了，光是这一点，就让人觉得物超所值。我本来是抱着学习一些基础知识的心态来阅读的，但很快就被书中内容所吸引。虽然我不是这个领域的专家，但作者的叙述方式却非常清晰易懂，就像一位经验丰富的老师在循循善诱，将那些原本可能枯燥晦涩的原理，娓娓道来，让我这个门外汉也能窥其门径。尤其是书中关于材料选择和加工工艺的章节，虽然我没有完全深入理解其中的技术细节，但通过作者的描述，我能感受到他对每一个环节都经过了深思熟虑，对细节的把控到了近乎苛刻的地步。这让我对“精密”这两个字有了更深刻的理解，原来它不仅仅是数值上的准确，更是一种对品质的极致追求。我特别喜欢其中一个案例分析，关于一个微型传感器的设计过程，从最初的概念构思，到反复的模拟计算，再到原型制作和测试，每一个步骤都描述得非常详尽，让我仿佛置身于那个充满挑战和创新的研发环境中，感受到了工程师们智慧的闪光。这本书让我认识到，设计不仅仅是画图纸，更是对科学原理的深刻理解和巧妙运用，是对现实问题的精准洞察和创新解决。我甚至觉得，这本书不仅仅是给专业人士看的，对于任何想要提升自己解决问题能力，或者对科学技术抱有好奇心的人来说，都具有极大的启发意义。
评分这本书的写作风格非常独特，它既有学术的严谨，又不失文学的韵味。我常常在阅读的过程中，被作者的文字所吸引，仿佛在欣赏一幅精心绘制的画卷。我最欣赏的是书中关于“创新思维”的引导。作者并没有直接告诉你如何去创新，而是通过一系列引人入胜的案例，展示了不同领域、不同时代的设计师们是如何突破常规，提出革命性想法的。他鼓励读者打破思维定势，从全新的视角去审视问题，寻找隐藏在表面现象背后的本质。在讲解复杂的设计概念时，作者常常会运用生动形象的比喻，将抽象的原理具象化，让我这个非专业人士也能轻松理解。例如，在解释“动态响应”时，他用“像弹簧一样”来形容，瞬间就抓住了问题的核心。这种化繁为简的能力，正是这本书最迷人的地方之一。它让我觉得，学习精密仪器设计，并不是一件枯燥乏味的事情，而是一场充满乐趣的探索之旅。
评分这本书的出版，无疑为精密仪器设计领域注入了一股新的活力。我之所以这么说，是因为它在内容上非常具有前瞻性，触及了一些非常前沿的研究方向和技术应用。我尤其对书中关于“微纳加工技术”与精密仪器设计的结合这一部分印象深刻。作者对微纳加工技术的最新进展进行了详细的介绍，并探讨了这些技术如何赋能下一代精密仪器，例如微型化、集成化、智能化等。这让我对未来精密仪器的发展趋势有了更清晰的认识，也激发了我对这些新兴技术领域产生浓厚的兴趣。此外，书中还对“生物医学工程”领域的精密仪器设计进行了深入的探讨，例如微流控芯片、纳米机器人等。这让我看到，精密仪器设计不仅仅服务于传统的科研和工业领域，更在生命科学领域展现出巨大的潜力。这本书让我感觉，它不仅仅是一本静态的教材，更是一扇通往未来的窗口。
评分我对于这本书的整体感受是，它不仅仅传授了知识，更重要的是，它传递了一种“匠心”精神。作者在描述每一个设计步骤时，都流露出对工艺的极致追求和对品质的严苛要求。我尤其被书中关于“公差设计”的部分所打动。在我的认知里，公差可能只是一个简单的数值范围，但作者却将其阐述得如此细致和重要，让我意识到，每一个微小的尺寸偏差都可能对仪器的整体性能产生蝴蝶效应。他通过大量的图示和计算，生动地展示了如何通过精密的公差分析和控制，来保证仪器的精度和可靠性。这本书让我深刻体会到，在精密仪器设计领域，所谓的“细节决定成败”绝不是一句空话。每一个零件的形状、每一个连接的紧密度、甚至每一个表面的粗糙度，都可能影响到最终的成品。作者对于这些细节的关注，让我看到了他对工作的热爱和敬畏之心。我感觉，这本书不仅仅是在教授技术，更是在潜移默化地影响着我的价值观，让我开始更加重视生活中的每一个细节，并从中体会到追求卓越的乐趣。
评分这本书的阅读体验非常令人愉悦，因为它充满了作者对精密仪器设计的热情和执着。我常常被作者在字里行间流露出的严谨态度和求实精神所感动。我最喜欢书中关于“实验验证”的部分。作者强调，理论设计最终需要通过严格的实验来验证。他详细介绍了如何设计和进行科学实验，如何分析和解读实验数据，以及如何根据实验结果来改进设计。这让我意识到，一个优秀的设计，是理论与实践相结合的产物，是不断迭代和优化的过程。书中还分享了一些关于“项目管理”的经验，作者强调了团队协作、沟通交流在精密仪器设计项目中的重要性。这让我明白，精密仪器设计不仅仅是个人能力的体现，更需要团队的共同努力。这本书让我看到了，在追求“精密”的道路上，离不开对科学的敬畏，对技术的热爱，以及对完美的执着。
评分我最近在读一本关于“精密仪器设计”的书，我必须说，它的内容给我带来了很多意想不到的惊喜。这本书的结构安排得非常合理，从宏观的设计理念，到具体的工程技术，层层递进，逻辑清晰。我最欣赏的是书中对于“权衡”这一概念的深入探讨。在精密仪器设计领域，任何一个设计决策都可能涉及到多方面的权衡，比如精度与成本、性能与体积、稳定性与灵活性等等。作者并没有简单地给出最优解，而是通过大量的实例，展示了不同的设计思路是如何在这种权衡中做出取舍的，以及这些取舍背后所蕴含的工程智慧。我尤其对其中关于光学系统设计的几章印象深刻。作者用一种非常生动的方式解释了透镜的焦距、像差、衍射等概念，并且将这些理论知识巧妙地融入到具体的仪器设计中，比如显微镜、望远镜的设计原理。我从来没想过，小小的透镜背后竟然有如此复杂的物理规律在支撑。书中还穿插了一些历史故事，讲述了一些经典精密仪器的诞生过程，这些故事不仅增加了阅读的趣味性，更让我感受到了人类在科学探索道路上的坚韧和创新。读完这些故事，我感觉自己不再是单纯地在学习技术，而是在与那些伟大的科学家和工程师们进行一场跨越时空的对话。这本书让我深刻认识到，精密仪器设计绝不仅仅是技术的堆砌，更是一种艺术，一种将科学原理与人类需求完美结合的艺术。
评分这本书对于我来说，就像是一本“工具箱”，里面装满了解决精密仪器设计难题的“利器”。我尤其重视书中关于“测量技术”的介绍。作者详细阐述了各种测量仪器的原理、优缺点以及适用范围，并给出了如何选择和使用这些仪器的详细指导。这对于我来说，是极其宝贵的。因为我知道，一个精准的设计，离不开精准的测量。书中还分享了一些关于“仿真模拟”的经验，作者强调了仿真在设计过程中的重要性，并介绍了一些常用的仿真软件和方法。这让我意识到，在现代精密仪器设计中，仿真已经成为不可或缺的一环。通过仿真，我们可以提前发现设计中的潜在问题，从而节省大量的时间和成本。这本书让我感觉，它不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决问题的能力，一种能够将理论知识转化为实际应用的技能。
评分这本书不仅仅是一本技术指南，更是一本关于“思考方式”的启蒙读物。我发现，作者在讲解每一个设计原理和技术细节时，都非常注重引导读者去理解“为什么”这么做，而不是简单地告诉你“怎么”做。他鼓励读者跳出固有的思维模式，从多个角度去审视问题，寻找更优的解决方案。例如，在讨论误差分析时，他没有仅仅列举各种误差的来源和计算方法，而是引导读者思考如何从源头上消除或减小误差，以及如何在设计中采取补偿措施。这种“追根溯源”的思考方式，让我受益匪浅。我注意到书中还分享了一些“失败的案例”，作者毫不避讳地剖析了这些失败的原因，以及从中吸取的教训。这让我觉得非常难得，因为很多技术书籍都倾向于只展示成功的一面。通过学习这些失败的经验，我能够更清晰地认识到设计中的陷阱和误区，从而在自己的学习和工作中避免重蹈覆辙。这本书让我明白，真正的“精密”不仅仅是技术上的精益求精，更是思维上的严谨和深刻。它教会了我如何像一个真正的工程师一样去思考，去解决问题。
评分这本书的深度和广度都令我惊叹。我本来以为它会是一本比较枯燥的技术手册，但出乎意料的是，它却充满了思想的火花和创意的启迪。我尤其喜欢书中关于“人机工程学”在精密仪器设计中的应用那一章节。作者并没有将人机工程学仅仅看作是提高舒适度的附加项，而是将其视为影响仪器整体性能和用户体验的关键因素。他详细阐述了如何通过科学的分析和设计，使得操作人员能够更直观、更高效地与仪器进行交互，从而减少误操作，提高工作效率。我曾经接触过一些设计不合理的产品，在使用过程中总是感到别扭和费力，读了这一章后，我才明白这背后的原因。书中还涉及到了很多前沿的技术趋势，比如物联网、人工智能在精密仪器设计中的应用前景。作者对这些新技术的分析非常到位，既指出了它们带来的巨大机遇，也毫不避讳地谈到了其中的挑战和风险。这让我对未来的精密仪器发展方向有了更清晰的认识，也激发了我对这些新兴技术产生更浓厚的兴趣。总的来说，这本书不仅为我打开了一扇通往精密仪器设计世界的大门，更拓宽了我的视野，让我看到了科学技术与人类生活之间更深层次的联系。
评分这本书的理论深度和实践指导性达到了一个非常完美的平衡。我之所以这么说，是因为它不仅讲解了精密仪器设计背后的深奥原理，更提供了大量的实操建议和工程经验。我特别喜欢书中关于“可靠性设计”的章节。作者深入剖析了影响仪器可靠性的各种因素，并提供了多种提高可靠性的方法，例如冗余设计、失效模式与影响分析（FMEA）等。这些方法不仅在理论上具有很强的说服力，而且在实际工程中也具有很高的可操作性。我甚至可以想象，在未来设计产品时，我会反复翻阅这一部分的内容。此外，书中还包含了一些关于“知识产权保护”和“标准化”的讨论，这对于任何从事技术研发的人来说，都是非常宝贵的知识。作者在这些方面的见解非常独到，让我对如何更好地保护自己的创新成果有了更深刻的理解。这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的导师，在我探索精密仪器设计的道路上，给予了我持续的指引和启发。
评分真的，很一般。
评分真的，很一般。
评分也算经典了
评分很不错，有帮助
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评分很给力
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评分很不错，有帮助
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