吸尘器用单相串励电机的结构设计
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3 电流接点的接点电阻会不会对测量造成影响?
不会。外接分 流器 的接 线方 法, 采用 双 臂电 桥接 法。电 流接点接外, 电压接点 ( 到表 头) 接 内, 中间 是分 流电 阻, 因此 电流接点的压降 不会 测到 表头 内, 不会 引起 测量 误差。 电压 接点的接点电阻, 前 面已 经谈 到, 如果 选用 的是 数字 电压 表, 不会有影响。若是磁电式毫伏 表配用, 有 影响, 故应尽 量减小 接点电阻和引线电阻。
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吸尘器用单相串励电机的结构设计
鲍盛波
( 宁波富佳电器有限公司, 浙江宁波 315400)
中图分类号: TM344. 1+ 1 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0047- 01
可以。外接附加分流器式直 流大电 流表是 一只外接 分流 器, 配用一只专用直流毫 伏表, 对直流 大电流 进行测 量。表头 上, 一 般刻有毫伏 电流的对应 读数。也就是 说, 表 头上虽 然指示的是直流大 电流量 值, 实际 上 却是 大电 流在 外接 分流 器电阻上引起的压降值。例如 C210~ 100A、1. 0 级直流大电流 表, 它的专用外接分流 器为 ZKR E90- 3 型、100 A、75 mV, 与 之配用的 C21 表头, 则 是一只 1. 0 级、满量 程为 75 mV 的 直流 毫伏表。因 100 A 、75 mV 分流 器 的电 阻为 0 00075 , 直 流 100 A 流过分 流器时, 引起的 压降 正好是 75 mV 。鉴 于此, 任 何量程合适、准确度在 0. 5 级以上的 直流毫 伏表, 都可以 与外 接分流器配用测 量直 流大 电流。但 应注 意下 面两 个 问题: 一 是毫伏表头的内阻越大越好。因 毫伏表 头的内 阻是与分 流器 并联, 内阻越大, 分流 误差 越小, 测 量越 准确。 数字 电压 表内 阻上兆欧, 故选用 数字 电压表 直流 毫 伏档 与外 接分 流器 配用 测量大电流最好, 准 确度 也高。磁 电 式毫 伏表 内阻 虽然 只有 数十欧, 但仍能满足分流误 差小于 0. 005 的要求。故一般磁电 式毫伏表都可选用。如上 面 C211. 0 级直 流大 电流表, 其 表头 内阻为 19. 5 , 分流 误差 为 0 000 04 A , 分流 误差仍 然很 小。 二是表头引线电阻和接点电阻 对表头 准确度 的影响。选 用数 字电压表, 因表头内阻很高 , 引线 电阻和 接点电 阻都不会 对它 的准确造成影响, 故选 用数字 电压 表 与分 流器 配用 测量 直流 大电流, 引线电 阻和 接点 电阻 都可 不作 考虑。 但若 选用 磁电 式毫伏表, 因其内阻很低, 引线电 阻和接 点电阻 都会对表 头的 准确度造成影响, 故 引线 电阻 和接 点电 阻应 越小 越好。 仍如 上面 C21大电流表, 它的引线电阻加接点电阻如果大 于 0. 0975
图 3 改进设计后的电机结构 这款电机结构 设计 的最 大特 点是 取消 了导 风轮 的使 用, 取消了碳刷、定 子绕 组连 接线 的几 处焊 接工 艺。具 体的 方案 是: 把传统的导风轮与风机部的轴 承支承 端盖合 二为一, 材料 用 BM C 塑料, 为不饱和聚脂类热固 性塑料。其 优点是 抗蠕变 性中塑料是最优的, 固 化后 的收缩 率几 乎接 近于 0, 具有 耐热 性、难燃 性、耐 电 弧 性, 加 入 纤 维 后 机 械 强 度 超 过 铝 合 金。 BM C 这种优越性被各行业广泛应用。这种导风支承 端盖设计 既能起到导风作用, 又能当作加强 筋增加 其结构 刚性, 电机部 分继续沿用铁制全包围机壳 的牢固 优点。导风 支承端 盖用四 枚螺钉紧固于机壳之上, 并尽量往 中心靠 拢, 以 防止端 益的弯 曲变形。进一步改 进就 是取 消定 子绕 组连 接线 的焊 接, 定子 绕组引出线全部使 用铜 插片, 此 插片 下部 开槽 能插 破漆 包线 漆皮直接卡在定子 塑料 骨架 上, 连接 碳刷 端的 铜插 片则 置于 碳刷架正下方, 当碳刷架装配于机 壳之上 时, 铜 盒下部 平面接 触弹性的插片上端。另外碳刷 线辫的焊 接改用 冷冲压 夹线的 形式, 避免对脱焊或焊断带来的烦恼。 这种结构设计 不仅 能达 到使 用功 率范 围宽 的目 的, 而且 装配更趋向简单快捷, 外观更加简 洁美观, 进一 步提高 了性价 比, 提升了电机竞争力。
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3结 论
从 以上仿真结果可以看出, 不论是跟随性能还是抗 干扰性能, 采用神经网络 控制器都比采用 PID 控 制器效 果好得多, 即更 能有 效地减 少振荡, 且能 较快地 达到 稳 态。这是因为 PID 控制器过分依赖于控制对象的模型参 数, 理论推导假设 条件太严格。对于 模型参数大 范围变 化、非线性、多变量的系统, 难以 满足要求。而神经网络 控制器不依赖控制对象 的数学模型, 便于利用人 的经验 知识, 能够很好地克服被 控系统中模 型参数变化 和非线 性等不确定因素, 所以鲁棒性强、稳态精度高。
[ 2] 周箴, 赵金, 万淑芸等. 模糊单神 经元混合 控制在交 流传动系 统
中的应用[ J] . 电气传动, 1998( 1) : 21~ 23 [ 3] 闻新, 周露, 王丹力等. M AT LAB 神经网 络应用设计[ M ] . 北京:
科学出版社, 2000 [ 4] 薛定宇, 陈阳泉. 基于 M A TLAB/ Simulink 的 系统仿真 技术与应
微特电机 2004 年第 2 期
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笔者综合上述 两类 的结 构设 计优 点, 改进 并设 计了 一款 电机结构, 如图 3 所示。
图 1 外壳机壳全包围型结构 ( 2) 定子铁心外露 定位开 放型结 构设 计如 图 2 所 示。其 优点是装配工艺简 单, 造价 低, 但其 适用 功率 范围 小, 往 往只 能用于小于 1000 W 串 励电机中, 定子铁心 定位设计多 用左右 两枚螺栓固定, 牢固性能差, 而串励电机转速又常在 25 000 r / min以上, 抗震 能力弱。而且铁心定位要求 铁心叠厚公差 严格,
用[ M ] . 北京: 清华大学出版社, 2002 [ 5] 肖劲松, 倪维斗, 姜 桐. 大型风 力发电机 组的建模 与仿真[ J] . 太
阳能学报, 1997, 18( 2) : 118~ 127
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2 外接分流器式直流大电流表如何校准为好?
外接分流 器式 直 流 大电 流 表, 一 般直 接 校 准较 为 困 难。 但可采用分开校准的方法进 行校准。即 分别测 出分流 器的电 阻误差和毫伏表头的测量误 差, 二 者误差 之和, 则为电 流表的 总误差。如我们对一只 150 A、75 mV 外接分 流器 进行校 准, 它的电阻真值为 0. 000 5 , 当分流器上加 8A 的直流电 流时, 其电阻 压降为 4. 0 0 4 mV , 由 此算 出它的 实际电 阻值 为 0 000 500 5 , 电阻误差为 0. 001, 准确度 很高。校准 小电阻 时, 一定要用 大电流, 电压降法 测试, 不可 用双臂电 桥测试, 否 则测量不准确。电 压表 也必 须要 用高 精度 数字 电压 表, 引线 电阻和接点电阻 才不 会对 测量 造成 影响。 如测 量中, 我 们选 用 8 A 恒流源为分流器提供电流, 电流测量选用 的 D4 0. 1 级, 5~ 10A 交直流电流表, 电压测量选 用 BY 8804 数字多用 表, 直 流准确度 0. 005 级, 测量非常准 确。
企业宝典
六西格玛管理 ( 6S 或 SI X SIG MA ) 质 量水 平表 示 在生产或服务过程中有百万 次出现缺陷 的机会仅 出现 3. 4 个缺陷, 即达 到 99. 9997% 合 格率。 目前, 美国 公 司的平均水平已从 十年前 的三西格 玛上下 提高了 近 5 西格玛的程度, 而日本则已超过 5. 5 西格玛的水平。
参考文献
[ 1 ] Anca D H ansen, Henrik Bindner, Anders Rebsdorf . Improving Transit ion Bet ween Power O pt imizat ion And Power Limitat ion O f V ariable Speed/ Variable Pit ch W ind Turbines [ C ] . European Wind Energy Conference, N ice France. 1999: 889- 892
图 2 定子铁心外露定位开放型结构 增加了铁心冲片的 难度, 铁心 定位 型 因外 围无 遮挡 使电 机机 械噪声、空气动力气流噪 声增大。现 随着塑 料工业 的发展, 转 子轴承两端支承架均用塑料制 成, 在 电机高 速运转 时, 轴 承端 往往会产生 100 左右 的高温, 塑料在高温 下产生热缩 变形后 容易造成轴承走外圈和电机振 动, 最 后使电 机火花 增大、寿命 减少。弥补措施一般采用加辅助 材料如 胶水或 弹性钢圈 来防 震和加固。这种结构 也有 运用 到大 功率 电风 机上 , 但制 造和 装配工艺需很严格, 转子、风叶 动平衡 精度要求 高, 转轴刚 度、 挠度要好, 上 下 轴承 支 架机 械 机构 设 计 要加 强, 且 同 轴度 要 好, 但振动和噪声问题还是 较难得到 解决, 基本 上无法发 挥这 种机构设计的原有优势, 性 价比并不高。
目前, 在吸尘器用单相串 励电机 的结构 设计中, 有铸 铝端 盖作支承型的, 有换向器碳 刷置于风 机端型 的, 有外部全 塑型 的, 有机壳全包围型的等 等。概括起 来可分 为两大 结构类 型: 外围机壳全包围型和定子铁心外露定位开放型。
46
下面分析这两种类型结构设计的优缺点: ( 1) 外围机壳全包 围型结构设计以铁制机壳为多见, 如图 1 所示, 优点是使用功 率范围 宽, 功率 可以做 到几 百瓦到 几千 瓦, 结构牢固 、刚性 好、抗 震能 力强、振 动小, 且 全包 围结 构有 助于噪声波多次 反射 使声 能衰 减, 噪声 减小。 缺点 是制 造和 装配工艺稍复杂, 制造成本相应高些。
, 将 会对表 头的准确 度造成 0. 005 以 上的影 响。故 C21 的表 头上标明, 分流器到表头上的引线电 阻不大于 0. 015 。这 样, 对外接分流器选用毫伏表测量大电流的原则可概括如下:
( 1) 量程合适, 便于对应读数。
( 2) 准确 度高于 0. 5 级。 ( 3) 最好 选用数字电压表。 ( 4) 若选用磁电式 毫伏表, 应考虑引线电阻和接 点电阻的 影响, 引线应粗、短, 接点电阻应小。
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微特电机 2004 年第 2 期
外接分流器式直流大电流表使用中的一些问题
张文海
( 成都电机厂, 四川成都 610051)
中图分类号: TM30 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0046- 01
1 附加分流器可否与其它直流毫伏 表配用? 如何选 用毫伏表头?
由以上可知, 由于 外接分流器 一般电阻 误差很 小, 通常 0. 001, 故用外接分 流器 测量 大电 流, 准确 度主 要取 决于 配用 表头准确度。因此选用毫伏 表时应 引起注意 。外接分 流器的 电阻误差, 一 般可作 一次 性校 准, 配用 表头, 则 应按 规程 定期 校验, 才能保证测量的准确度。
不会。外接分 流器 的接 线方 法, 采用 双 臂电 桥接 法。电 流接点接外, 电压接点 ( 到表 头) 接 内, 中间 是分 流电 阻, 因此 电流接点的压降 不会 测到 表头 内, 不会 引起 测量 误差。 电压 接点的接点电阻, 前 面已 经谈 到, 如果 选用 的是 数字 电压 表, 不会有影响。若是磁电式毫伏 表配用, 有 影响, 故应尽 量减小 接点电阻和引线电阻。
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吸尘器用单相串励电机的结构设计
鲍盛波
( 宁波富佳电器有限公司, 浙江宁波 315400)
中图分类号: TM344. 1+ 1 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0047- 01
可以。外接附加分流器式直 流大电 流表是 一只外接 分流 器, 配用一只专用直流毫 伏表, 对直流 大电流 进行测 量。表头 上, 一 般刻有毫伏 电流的对应 读数。也就是 说, 表 头上虽 然指示的是直流大 电流量 值, 实际 上 却是 大电 流在 外接 分流 器电阻上引起的压降值。例如 C210~ 100A、1. 0 级直流大电流 表, 它的专用外接分流 器为 ZKR E90- 3 型、100 A、75 mV, 与 之配用的 C21 表头, 则 是一只 1. 0 级、满量 程为 75 mV 的 直流 毫伏表。因 100 A 、75 mV 分流 器 的电 阻为 0 00075 , 直 流 100 A 流过分 流器时, 引起的 压降 正好是 75 mV 。鉴 于此, 任 何量程合适、准确度在 0. 5 级以上的 直流毫 伏表, 都可以 与外 接分流器配用测 量直 流大 电流。但 应注 意下 面两 个 问题: 一 是毫伏表头的内阻越大越好。因 毫伏表 头的内 阻是与分 流器 并联, 内阻越大, 分流 误差 越小, 测 量越 准确。 数字 电压 表内 阻上兆欧, 故选用 数字 电压表 直流 毫 伏档 与外 接分 流器 配用 测量大电流最好, 准 确度 也高。磁 电 式毫 伏表 内阻 虽然 只有 数十欧, 但仍能满足分流误 差小于 0. 005 的要求。故一般磁电 式毫伏表都可选用。如上 面 C211. 0 级直 流大 电流表, 其 表头 内阻为 19. 5 , 分流 误差 为 0 000 04 A , 分流 误差仍 然很 小。 二是表头引线电阻和接点电阻 对表头 准确度 的影响。选 用数 字电压表, 因表头内阻很高 , 引线 电阻和 接点电 阻都不会 对它 的准确造成影响, 故选 用数字 电压 表 与分 流器 配用 测量 直流 大电流, 引线电 阻和 接点 电阻 都可 不作 考虑。 但若 选用 磁电 式毫伏表, 因其内阻很低, 引线电 阻和接 点电阻 都会对表 头的 准确度造成影响, 故 引线 电阻 和接 点电 阻应 越小 越好。 仍如 上面 C21大电流表, 它的引线电阻加接点电阻如果大 于 0. 0975
图 3 改进设计后的电机结构 这款电机结构 设计 的最 大特 点是 取消 了导 风轮 的使 用, 取消了碳刷、定 子绕 组连 接线 的几 处焊 接工 艺。具 体的 方案 是: 把传统的导风轮与风机部的轴 承支承 端盖合 二为一, 材料 用 BM C 塑料, 为不饱和聚脂类热固 性塑料。其 优点是 抗蠕变 性中塑料是最优的, 固 化后 的收缩 率几 乎接 近于 0, 具有 耐热 性、难燃 性、耐 电 弧 性, 加 入 纤 维 后 机 械 强 度 超 过 铝 合 金。 BM C 这种优越性被各行业广泛应用。这种导风支承 端盖设计 既能起到导风作用, 又能当作加强 筋增加 其结构 刚性, 电机部 分继续沿用铁制全包围机壳 的牢固 优点。导风 支承端 盖用四 枚螺钉紧固于机壳之上, 并尽量往 中心靠 拢, 以 防止端 益的弯 曲变形。进一步改 进就 是取 消定 子绕 组连 接线 的焊 接, 定子 绕组引出线全部使 用铜 插片, 此 插片 下部 开槽 能插 破漆 包线 漆皮直接卡在定子 塑料 骨架 上, 连接 碳刷 端的 铜插 片则 置于 碳刷架正下方, 当碳刷架装配于机 壳之上 时, 铜 盒下部 平面接 触弹性的插片上端。另外碳刷 线辫的焊 接改用 冷冲压 夹线的 形式, 避免对脱焊或焊断带来的烦恼。 这种结构设计 不仅 能达 到使 用功 率范 围宽 的目 的, 而且 装配更趋向简单快捷, 外观更加简 洁美观, 进一 步提高 了性价 比, 提升了电机竞争力。
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3结 论
从 以上仿真结果可以看出, 不论是跟随性能还是抗 干扰性能, 采用神经网络 控制器都比采用 PID 控 制器效 果好得多, 即更 能有 效地减 少振荡, 且能 较快地 达到 稳 态。这是因为 PID 控制器过分依赖于控制对象的模型参 数, 理论推导假设 条件太严格。对于 模型参数大 范围变 化、非线性、多变量的系统, 难以 满足要求。而神经网络 控制器不依赖控制对象 的数学模型, 便于利用人 的经验 知识, 能够很好地克服被 控系统中模 型参数变化 和非线 性等不确定因素, 所以鲁棒性强、稳态精度高。
[ 2] 周箴, 赵金, 万淑芸等. 模糊单神 经元混合 控制在交 流传动系 统
中的应用[ J] . 电气传动, 1998( 1) : 21~ 23 [ 3] 闻新, 周露, 王丹力等. M AT LAB 神经网 络应用设计[ M ] . 北京:
科学出版社, 2000 [ 4] 薛定宇, 陈阳泉. 基于 M A TLAB/ Simulink 的 系统仿真 技术与应
微特电机 2004 年第 2 期
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笔者综合上述 两类 的结 构设 计优 点, 改进 并设 计了 一款 电机结构, 如图 3 所示。
图 1 外壳机壳全包围型结构 ( 2) 定子铁心外露 定位开 放型结 构设 计如 图 2 所 示。其 优点是装配工艺简 单, 造价 低, 但其 适用 功率 范围 小, 往 往只 能用于小于 1000 W 串 励电机中, 定子铁心 定位设计多 用左右 两枚螺栓固定, 牢固性能差, 而串励电机转速又常在 25 000 r / min以上, 抗震 能力弱。而且铁心定位要求 铁心叠厚公差 严格,
用[ M ] . 北京: 清华大学出版社, 2002 [ 5] 肖劲松, 倪维斗, 姜 桐. 大型风 力发电机 组的建模 与仿真[ J] . 太
阳能学报, 1997, 18( 2) : 118~ 127
为进一步提高本刊的编 辑质量, 请您 对此文在 读 者服务卡上圈上数字代码:
有价值, 请圈 27; 没有价值, 请圈 28。
2 外接分流器式直流大电流表如何校准为好?
外接分流 器式 直 流 大电 流 表, 一 般直 接 校 准较 为 困 难。 但可采用分开校准的方法进 行校准。即 分别测 出分流 器的电 阻误差和毫伏表头的测量误 差, 二 者误差 之和, 则为电 流表的 总误差。如我们对一只 150 A、75 mV 外接分 流器 进行校 准, 它的电阻真值为 0. 000 5 , 当分流器上加 8A 的直流电 流时, 其电阻 压降为 4. 0 0 4 mV , 由 此算 出它的 实际电 阻值 为 0 000 500 5 , 电阻误差为 0. 001, 准确度 很高。校准 小电阻 时, 一定要用 大电流, 电压降法 测试, 不可 用双臂电 桥测试, 否 则测量不准确。电 压表 也必 须要 用高 精度 数字 电压 表, 引线 电阻和接点电阻 才不 会对 测量 造成 影响。 如测 量中, 我 们选 用 8 A 恒流源为分流器提供电流, 电流测量选用 的 D4 0. 1 级, 5~ 10A 交直流电流表, 电压测量选 用 BY 8804 数字多用 表, 直 流准确度 0. 005 级, 测量非常准 确。
企业宝典
六西格玛管理 ( 6S 或 SI X SIG MA ) 质 量水 平表 示 在生产或服务过程中有百万 次出现缺陷 的机会仅 出现 3. 4 个缺陷, 即达 到 99. 9997% 合 格率。 目前, 美国 公 司的平均水平已从 十年前 的三西格 玛上下 提高了 近 5 西格玛的程度, 而日本则已超过 5. 5 西格玛的水平。
参考文献
[ 1 ] Anca D H ansen, Henrik Bindner, Anders Rebsdorf . Improving Transit ion Bet ween Power O pt imizat ion And Power Limitat ion O f V ariable Speed/ Variable Pit ch W ind Turbines [ C ] . European Wind Energy Conference, N ice France. 1999: 889- 892
图 2 定子铁心外露定位开放型结构 增加了铁心冲片的 难度, 铁心 定位 型 因外 围无 遮挡 使电 机机 械噪声、空气动力气流噪 声增大。现 随着塑 料工业 的发展, 转 子轴承两端支承架均用塑料制 成, 在 电机高 速运转 时, 轴 承端 往往会产生 100 左右 的高温, 塑料在高温 下产生热缩 变形后 容易造成轴承走外圈和电机振 动, 最 后使电 机火花 增大、寿命 减少。弥补措施一般采用加辅助 材料如 胶水或 弹性钢圈 来防 震和加固。这种结构 也有 运用 到大 功率 电风 机上 , 但制 造和 装配工艺需很严格, 转子、风叶 动平衡 精度要求 高, 转轴刚 度、 挠度要好, 上 下 轴承 支 架机 械 机构 设 计 要加 强, 且 同 轴度 要 好, 但振动和噪声问题还是 较难得到 解决, 基本 上无法发 挥这 种机构设计的原有优势, 性 价比并不高。
目前, 在吸尘器用单相串 励电机 的结构 设计中, 有铸 铝端 盖作支承型的, 有换向器碳 刷置于风 机端型 的, 有外部全 塑型 的, 有机壳全包围型的等 等。概括起 来可分 为两大 结构类 型: 外围机壳全包围型和定子铁心外露定位开放型。
46
下面分析这两种类型结构设计的优缺点: ( 1) 外围机壳全包 围型结构设计以铁制机壳为多见, 如图 1 所示, 优点是使用功 率范围 宽, 功率 可以做 到几 百瓦到 几千 瓦, 结构牢固 、刚性 好、抗 震能 力强、振 动小, 且 全包 围结 构有 助于噪声波多次 反射 使声 能衰 减, 噪声 减小。 缺点 是制 造和 装配工艺稍复杂, 制造成本相应高些。
, 将 会对表 头的准确 度造成 0. 005 以 上的影 响。故 C21 的表 头上标明, 分流器到表头上的引线电 阻不大于 0. 015 。这 样, 对外接分流器选用毫伏表测量大电流的原则可概括如下:
( 1) 量程合适, 便于对应读数。
( 2) 准确 度高于 0. 5 级。 ( 3) 最好 选用数字电压表。 ( 4) 若选用磁电式 毫伏表, 应考虑引线电阻和接 点电阻的 影响, 引线应粗、短, 接点电阻应小。
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微特电机 2004 年第 2 期
外接分流器式直流大电流表使用中的一些问题
张文海
( 成都电机厂, 四川成都 610051)
中图分类号: TM30 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0046- 01
1 附加分流器可否与其它直流毫伏 表配用? 如何选 用毫伏表头?
由以上可知, 由于 外接分流器 一般电阻 误差很 小, 通常 0. 001, 故用外接分 流器 测量 大电 流, 准确 度主 要取 决于 配用 表头准确度。因此选用毫伏 表时应 引起注意 。外接分 流器的 电阻误差, 一 般可作 一次 性校 准, 配用 表头, 则 应按 规程 定期 校验, 才能保证测量的准确度。