自动进样器步进电机的误差分析

1引言 自动进样器在生化分析仪器、色谱分析仪器中有着广泛的应用。它的运行的可靠性和精确性直接影响着分析结果.因此,在研发生化分析仪器、色谱分析仪器的企业首要的就是研发出高效、精准的自动进样器，任何机械设备在加工制造,运行的过程中都会有误差产生.本文通过对进样器的结构进行误差分析,找出误差的来源，研究误差的性质,找出相对应的解决办法,可以尽量减少误差，提高进样器的精度,也同时避免设计的盲目性. 自动加样器的总体结构主要由进样器、步进电机、旋转运动转为直线位移的传动装置和支架结构等组成。步进电机的旋转运动通过同步带传递给滚珠丝杠，滚珠丝杠的旋转运动带动丝杠螺母实现直线运动，丝杠螺母的直线运动推动注射器活塞直线运动,实现进样.为了实现精密控制和节约成本，步进电机采用开环的细分驱动控制. 2误差分析及解决方法 分析自动进样器的整个传动结构，其进样误差产生的来源有:步进电机输出的转角误差，下面一一进行分析计算及处理: 2.1步进电机的输出转角误差 步进电机在以整步距角运行时，单步与单步之间误差不累积,但是存在单步距角误差.步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差称之为单步误差.本文的自动进样器为细分驱动控制,设步进电机为N细分驱动,则运行一个整步距角后，其传输到注射器上最大的误差值。 2.2进样器的制造误差分析及解决办法 进样器的制造误差在于活塞与活塞简壁最大直径边缘不匹配.在加样运动中,因活塞与活塞壁存在间隙,会导致加样误差.可采取在活塞筒中加入一定量的蒸馏水，利用水的微小分子在活塞筒壁上具有的吸附力，实现进样器的密封.因此对于进样器的直径误差,视其为理想状况。 2.3空气具有压缩性的影响及解决办法 在进样器快速吸取样晶时，因导管中的空气体积具有拉伸性,样品吸取量会减少,同时在进样器快速释放样品时，因导管中的空气被压缩,使得加入多孔板中的样品量减少.此加样精度有些偏低.但机械结构的最大误差是在加样过程中可能会出现的最大误差值。 3精度测试及结论 步进电机采用指数型加减速控制方式，使用精密天平对该进样器进行精度测试。测试结果显示，加样精度高于前文分析的值,随着加样量的提高,加样精度越高.通过分析进样结构中的传动误差,计算出最大可能的误差值,可以判断出该装置的最低加样精度,对于进样器的精度设计具有参考价值。