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精密儀器怎麼做出來

發布時間:2023-11-02 02:10:32

A. 儀器精密度試驗

為了保證分析測試的精密度,進行了平行樣的測定,並分低濃度和高濃度兩種情況考慮,選取兩個濃度的標准溶液進行實驗。

測量的精密度系指在確定的條件下,將測試方法實施多次,求出所得結果之間的一致程度,精密度的大小常用標准偏差或相對標准偏差(RSD)表示。標准偏差或相對標准偏差的計算方法如下。

標准偏差:

再生水灌溉持久性有機污染特徵

相對標准偏差:

再生水灌溉持久性有機污染特徵

式中:xi為某一測量值;x為一組測量值的平均值;n為測量次數。

從測量誤差的角度來說,精密度所反映的是測得值的隨機誤差。精密度的比較主要是從樣品平行性實驗看,精密度的高低決定了方法操作的准確與否:精密度低說明了操作過程中有不規范的地方或者出現了問題,這種操作下的測定結果也不會准確,不應該採用;精密度高說明經過前處理後,得出的結果比較真實可信,可以用做分析。

重復分析7個標准樣品,計算其標准偏差(S)、相對標准偏差(RSD),方法檢出限(MDL)等於3.14S。

本實驗的儀器檢出限是參照美國EPA計算檢測限的方法進行的,取低濃度樣品標准偏差(S),計算公式如下:

MDL=St(n-1,1-α=0.99)

式中:S為重復試驗的標准偏差,μg/L;n為重復試驗次數;t(n-1,1-α=0.99)為自由度為n-1、置信水平為99%時的斯圖登特t值;α為顯著性水平。

儀器檢出限、標准偏差及相對標准偏差的測定結果見表2.13。

表2.13 高濃度標准溶液精密度結果(單位:ug/L)

高濃度相對標准偏差,結果如圖2.16所示。

圖2.16 高濃度相對標准偏差

表2.14 低濃度標准溶液精密度結果(單位:ug/L)

續表

低濃度相對標准偏差、儀器檢出限折線圖依次如圖2.17、圖2.18所示。

圖2.17 低濃度相對標准偏差

圖2.18 儀器檢出限

從表2.13和表2.14中的數據可以看出,低濃度好於高濃度的相對標准偏差,這是由於加標過程中,高濃度用50μL微量注射器,而低濃度所用的是10μL微量注射器,做工較精細,產生的誤差較小。總的說來,無論高濃度還是低濃度,平行七次進樣的相對標准偏差均小於30%,完全符合USEPA標準的要求。檢出限在0.02~10.99μg/L之間,基本滿足實驗要求。個別樣品檢出限較高,這與儀器當時狀態有關,但該檢出限已滿足本次實驗的需求。

B. 精密機床是怎麼製造出來的

高精度機床的製造涉及的東西很多,根據我現在所學,我覺得雖然零件的加工製造固然重要,但是一顆淡定的心其實更是不可或缺。
比如精密機床的床身加工好了後,是不能急著用的,要在室外拿油布包好放幾年,釋放應力。這是為了防止機床裝配調平好後,底座再發生形變。現在一般超精密磨床和機床的底座都採用大理石,因為大理石消除振動的性能比較好,熱變形也比鋼結構小。
又比如精密機床一般都裝配在一個恆溫罩或者是恆溫廠房內,如果是超精密機床,這個恆溫房一般還要精確控制室內溫度,不僅要做到冬暖夏涼,也要考慮到快速排出機床運行加工時的產熱,盡可能把熱形變控制在最小。
零件加工方面,說最好的機床都是手工做的實在不靠譜,的確如劍寒秋水所說,牛逼的師傅能做出0級精度平板平面,也就是說把課桌大小的一塊平面的平面度公差控制在7微米,大概頭發絲的百分之一粗細那麼個波動,但是再精密些的平面,大師傅就比不過大工程師和巨額的資金了。
前段時間查資料[1],看到清華大學設計裝配了一個光學鏡面超精密加工機床,最大能加工直徑為880毫米的光學鏡面。他們在硬鋁上加工出了表面粗糙度5納米,直徑400毫米球面,用無氧銅加工出了直徑100毫米,表面粗糙度8納米的非球形面。注意,這里表面粗糙度的單位是只有微米千分之一的納米了,8納米只相當於20個水分子一字排開那麼長,大師傅是肯定辨認不出來的,因為他的一滴淚中就有10的22次方個水分子。
那麼這樣的精度是怎麼達到的,最高的精度從理論上來說取決於什麼呢?
我在文章開頭提到要做好機床就要淡定,在此基礎之上,精度主要取決於對機床誤差的控制,根本上又取決於檢測手段的解析度和機床的分辨力(以下都是教學狀態下的典型栗子,不代表該機床的實際運行情況):
根據機床誤差控制手段的不同,對機床精度的檢測手段也不一樣,比如要在加工工件時檢測機床的誤差,就要用在線檢測手段,邊加工邊檢測。上文我提到的機床就很典型,它採用裝在導軌上的納米光柵測量加工檯面到底跑了多少(這個納米光柵的解析度我忘了,總之就是幾個納米的范圍內。不要糾結於細節,來看栗子吧)。如果伺服軸根據命令要運行5000納米,光柵檢測到由於熱誤差,這個加工檯面其實跑了5010納米,那麼控制系統就讓伺服軸就移回4090納米,再向前運行到5000納米。這樣就把誤差從10納米縮小到了光柵能檢測到的最小范圍內。至於為什麼要回到4090而不是5000,因為有「反向間隙」的問題,有興趣的同學自己搜一下吧。
然後就是分辨力,上面我提到的那個超精密機床採用大理石床身,4軸數控聯動,以及全氣浮支承和零傳動結構,機床主軸回轉精度0.05μm,直線伺服軸分辨力1.25 nm,回轉作台角位移分辨力0.009~bala~bala。不管那麼多復雜的名詞,我們要簡單的理解誤差補償,只用理解分辨力就夠了,分辨力1.25納米就是說機床走一步最少要邁出去1.25納米。為什麼分辨力重要呢,比如納米光柵檢測到刀具在伺服軸上實際運動到了5002納米,要回到5000納米的位置,就不可能了,理想狀況下的最小誤差也會有0.5納米。
實際狀況下,要做到效果較好的誤差補償比以上這個栗子復雜多了,因為誤差可能分布在某軸的6個自由度上,再帶上個導軌直線度誤差、導軌間垂直度誤差什麼的。如果說這些硬著頭皮還能用數學算出來,再考慮下加工的工件不一樣,加工平台起始的動量就都不一樣,加工時間也有區別,那麼機床產熱也自然不一樣,產熱的區間有變化時機床的熱膨脹就跟著變化,一會兒拖板翹了個蘭花指給X軸帶來俯仰誤差,一會Y軸又熱變形扭曲了直線度變化了,冷卻液撒到工件上尼瑪縮下去了好幾微米啊腫么辦,喂我花了一個普通數控機床的錢買來的納米光柵就只能補償一個自由度上的誤差?呃,總之要做最精密的機床,一顆淡定的心絕對是不可或缺,當包括但不僅限於以上的問題一個一個逐步解決掉的時候,就能在精度上更進一步,就能製造出大家所泛指的工業拇姬了。

C. 我想知道加工精密儀器的機械是人手工製作的嗎這些機械能不能加工出比自己精度更高的機械呢

首先,低精度機器是可以加工出高精度零件的,通常所說的機器精度都是指批量情況下,即回一個精度為答0.001的設備,生產出來的基本上都在此范圍內,而一個精度為0.01的機器,是隨機出0.001精度的產品,想要得到0.01的產品,和摸獎差不多;其次,機器還需要裝配。所以,高精度機器是低精度機床加工原始零件,然後挑選出合適的高精度零件(在此過程中,為降低挑選的難度,一般挑選與要求相差不多的零件,鉗工手工打磨至所需精度),再組裝,組裝過程鉗工完成,視配合情況,打磨零件

D. 石英玻璃可以製作化學精密儀器嗎

石英玻璃是比較適合製作化學精密儀器的。主要原因是石英玻璃中不含有鈉和鈣等離子,這樣的話就不會把這些離子帶入到溶解的水中,石英玻璃通常用於比較要求高的精密實驗。

E. 螺旋測微器,游標卡尺,這些精密的測量儀器是怎麼製造出來的,刻度是如何刻上去呢是什麼原理

通過金屬加工出來的,加工精度很高,機構間的間隙很小,刻度是光刻上去的。

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