测控试卷测控仪器设计

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测控仪器设计试卷

《测控仪器设计》期末考试试卷A 1.仪器设计的重要内涵是（） A 耐磨性B 平稳性C 精度分析与设计D 刚度 2.仪器的原理误差与仪器的（）有关。

A 设计 B 制造C 使用D 精度 3、在基于微型计算机的主机电路中，下列形式属于仪器中央处理系统的是（）。

A 单元式 B 内插式 C 模块式 D 积木式 4.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是（） A 精密度B 正确度C 准确度D 线性度 5.倾角误差用（）表达。

A 测角仪B 圆度仪C 经纬仪D 陀螺仪二、多项选择题（3＇×5） 1.按照误差的数学特征可将误差分为（） A 随机误差B 独立误差C 粗大误差D 系统误差 2. 采用近似的理论和原理进行设计是为了（） A 简化设计B 简化制造工艺C 简化算法D 降低成本 3.下列哪些指标是测控仪器设计的核心问题（） A 创新性B 精度C 可靠性D 设计原则 4.测控仪器设计原理的原理有（） A 独立作用原理B 平均读数原理C 比较测量原理D 补偿原理 5. 轴系的误差运动包括（） A 径向运动B 轴向运动C 倾角运动D 端面运动三、判断题（1＇×5） ……………………………………密………………………………封………………………………线…………………………………………姓名：______________ 学号：______________ 班号：______________队别：______________1.正确度是随机误差大小的反映，表征测量结果的一致性或误差的分散性。

（）2.观测者估读指示器位于两相邻标尺标记间的相对位置而引起的误差称为读数误差。

（）3.鉴别力是显示装置能有效辨别的最小示值。

（）4.漂移是指仪器计量特性的慢变化，如仪器零位随时间变化称为零位漂移。

（）5.等作用原则认为仪器各环节和各零部件的源误差对仪器总精度的影响是同等的。

（）四、名词解释（5＇×4）1.测控仪器利用测量与控制理论，采用机电光各种测量原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器2.原理误差采用近似理论，近似机构，近似的数学模型及近似的测控电路所引起的误差3.人机工程所设计的仪器设备要达到机器，人，环境相协调统一，使仪器设备适合人的生理和心里的要求。

测控仪器设计复习题

测控仪器设计试题库一、填空题1.仪器误差的来源有、和运行误差。

2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的和响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。

3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是4.测控仪器的设计六大原则是、、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。

5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起和。

6.在设计中，采用包括补偿、环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。

7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：、均方根比例、和中间值比例。

8.标准量的细分方法有、。

9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。

它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。

10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。

其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。

11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。

12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有。

13、测控仪器中的光电系统的组成14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。

15、直接检测系统：相干检测系统：16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。

17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。

这些匹配包括、。

匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。

18、照明的种类、、、。

19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。

二、简答1、名词术语解释：灵敏度与鉴别力；示值范围与测量范围；估读误差与读数误差；分度值与分辨力2、测控仪器由哪几部分组成，各部分的功能是什么？3、什么是阿贝原则？举例说明在仪器设计的过程中如何减少阿贝误差？4、试述同步比较测量原理的指导思想是什么？5、在导轨的设计过程应重点考虑哪些问题？爬行现象的产生原因及其预防措施是什么？6、何谓导向精度？导轨设计有哪些要求？举出四种导轨组合，并说明其特点。

《测控仪器设计》(第3章)《测控仪器设计(第3版)》

• 如果由于导轨误差，基准读数显微镜和测量使读数显微镜支架在图示平面内产生的转动，使基准读数显微镜的第二次瞄准位置由M2′移到M2″，此时带来的测量误差为：
d d ' d(1 cos) d 2 / 2
因为：（1-cosφ）=2sin2φ/2 设d 被测线纹长度，且d=20mm，φ=1′，则引起的误差为：Δ=20×(0.0003)2/2=9×10-7 mm
12—望远镜调焦环；13—度盘照明反光镜；14—望远镜的目镜管；15—照准部
的水准器；16—圆盒水准器；17—照准部与基座的连接螺旋；18—垂直度盘水准
器；19—垂直度盘水准器微动螺旋；20—水平度盘变换螺旋；21—水平度盘变换
螺旋保险钮；22—物镜内镀银面；23—十字丝照明反光镜；24—照准部水准器改
• 因此，遵守阿贝(Abbe)原则的仪器，应符合图 3-5所示的安排。仪器的标准刻线尺与被测工件作台的直径共线。
21:46
15
1．图3-6a为用游标卡尺测量工件的直径。
• 它的读数刻线尺和被测件的尺寸线不在一条线上，故不符合阿贝原则。
21:46
16
测量时，活动量爪在尺架（导轨）上移动，由于导轨之间存
12
PZT微动扫描机构
21:46
13
第三节测控仪器设计原则
在仪器设计长期实践的基础上,形成了一些带有普遍性的或在一定场合下带有普遍性的仪器设计所应遵循的基本原则与基本原理.这些设计原则与设计原理,作为仪器设计中的技术措施,在保证和提高仪器精度,改善仪器性能,以及在降低仪器成本等方面带来了良好的效果.
测控系统与仪器设计
第三章测控仪器总体设计
何谓测控仪器总体设计？
• 总体设计的时机？

华东交通大学_测控试卷测控仪器设计

试卷编号：（ A ）卷测控仪器设计课程课程类别：必考生注意事项：1、请考生将答案填写在答题纸上。

2、本试卷共6页，总分100分，考试时间120分钟。

3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考厂一、填空题1.仪器误差的来源有、和运行误差。

2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的和响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。

3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是4.测控仪器的设计六大原则是、、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。

5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起和。

6.在设计中，采用包括补偿、环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。

7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：、均方根比例、和中间值比例。

8.标准量的细分方法有、。

9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。

它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。

10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。

其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。

11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。

12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有。

13、测控仪器中的光电系统的组成14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。

16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。

17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。

这些匹配包括、。

匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。

18、照明的种类、、、。

19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。

《测控仪器设计》(第2章)《测控仪器设计(第3版)》

值与被测量信号之差作为测量仪器的动态偏移误差，即
(t) M[ y(t)] x(t)
图2—3a、b分别表示一阶和二阶动态仪器的单位阶跃响应的动态偏
移误差。
一阶系统图2—3 仪器动态偏移误差
二阶系统
2)动态重复性误差在规定的使用条件下，用同一动态输入信号进
行多次重复激励，所测得的各个输出信号在任意时刻 tk 量值的变化范围，
2.动态偏移误差和动态重复性误差
1)动态偏移误差输出信号 y(t)与输入信号x(t) 之差 (t) y(t) x(t)
反映仪器的瞬态响应品质。
如果已知仪器的数学模型，可以由传递函数与输入信号拉氏变换
的乘积的拉氏反变换获得对特定激励 x(t) 的响应 y(t) 。
也可用实验测试的方法得到输出信号 y(t)的样本集合Y(t) ，将均
通常用三倍或二倍的动态输出标准差
s来(t表k )示：
当输出信号是确定性信号与随机的组合时，动态输出的标准差可用下
式估计，即
s(tk )
1 n
n 1 i1
yi (tk ) y(tk ) 2
在动态仪器中，必须考虑弹性、惯性和阻尼对仪器特性的影响，仪器输出信号不仅与输入信号有关，而且还与输入信号变化的速度、加速度等有关。由于仪器的基本功能在于输出不失真地再现输入，因此用线性定常系数微分方程来描述仪器的动态特性。
根据分析方法的不同，有不同描述方式：
1) 传递函数：是动态仪器的数学模型，在复域中描述，与系
（一）仪器的静态特性与线性度
静态特性 :当输入量不随时间变化或变化十分缓慢时，输出与输入量之间的关系
y f (x)
线性静态特性：希望仪器的输入与输
出为一种规定的线性关系

重庆大学-测控仪器设计-课程试卷

重庆大学测控仪器设计课程试卷一、选择题：本题选项中只有一项正确，请将正确的(a)、(b)、(c)、……填在相应的横线上。

(12分，每空4分)1.1. 在光学度盘式圆分度测量装置中，当采用在度盘圆周上均布3个读数头的结构并取3个读数头读数值的平均值作为读数值时，则不可以消除阶谐波误差对读数精度的影响。

(a) 3，6，9，12，15，⋯；(b) 1，2，3，4，5，⋯；(c) 1，2，4，5，7，8，10，11，⋯；(d) 2，4，6，8，10，⋯。

1.2. 相对误差有两种表示方法, 关于相对误差的两种表示方法描述正确的是。

(a) 引用误差不大于额定相对误差；(b) 引用误差一定小于额定相对误差；(c) 引用误差一定大于额定相对误差；(d) 引用误差不小于额定相对误差。

1.3．单位冲击响应函数是在对仪器特性的描述。

(a) 时域；(b) 频域；(c) 复频域。

二、多选题：本题为多项选择题，仔细阅读有关内容，将正确的选项填在相应的横线上。

多选或少选均视为解答不正确。

(4分、26分)2.1. 图1为激光干涉系统的误差自动补偿式光路布局（LC为参考光路的光程，Lm为测量光路的初始光程），下面描述正确的是(a) 当Lm<LC时测量镜向左移动;(b) 当Lm>LC时测量镜向右移动;(c) 误差能相互补偿式光路布局对提高仪器精度有利;(d) 当Lm>LC时测量镜向左移动;(e) 当Lm<LC时测量镜向右移动.c m L L > c m L L <图1.2.2．一米激光测长机的原理如图2所示，根据要求做出选择：(26分)2.2.1 针对一米激光测长机标准量系统描述正确的有；(3分)(a) 激光干涉系统；(b) 增量码标准量系统；(c) 绝对码标准量系统；(d) 数字式标准量系统；(e) 模拟式标准量系统。

2.2.2 用该仪器进行测量时必须先对零，描述正确的有；(3分)(a) 主要为了消除测量误差；(b) 主要为了确定相对零位基准；(c) 主要是因为使用了增量码标准量系统；(d) 主要是因为一种操作习惯；(e) 测量时可以省去先对零这一步骤。

测控仪器设计测试试卷

测控仪器设计测试复习试卷学号：---------------------- 姓名：-------------------一：填空题（20分）1.按照系统工程学的观点,生产过程中有三大技术系统:_______________；_______________；-________________2.按功能将仪器分成以下几个组成部分：1 基准部件；2_____________；3 放大部件；4 瞄准部件；5 _______________；6 显示部件；7 _____________8 机械结构部件3.常用的传感器有机械式、_____________、光电式、_______________、声学式、__________等等4.数据处理与运算部件主要用于数据加工、处理、运算和校正等。

可以利用___________、______________或______________来完成。

5.驱动控制部件用来驱动测控系统中的运动部件，在测控仪器中常用___________、_____________、________________、_________________、-______________等实现驱动。

6.仪器中的___________部件用于对被测件、标准器、传感器的定位，支承和运动,如导轨、轴系、基座、支架、微调、锁紧、限位保护等机构。

7.测控仪器发展趋势：高精度与高可靠性、______________、____________、多样化与多维化8. 仪器的技术指标是用来说明一台仪器的___________和___________9._____________是仪器对被测量变化的反映能力10.仪器总误差应小于或等于被测参数总误差的________________11.了保证仪器的精度，仪器设计时应遵守一些重要的设计原则和设计原理，如____________、变形最小原则、________________、精度匹配原则、误差平均作用原理、补偿原理、差动比较原理等12._____________和_____________是仪器设计的重要内涵13.按误差的数学特征分类：随机误差；_____________和________________。

测控仪器设计复习题(DOC)

1、简述测控仪器设计中一般的设计要求包括哪些方面？主要的设计程序包括哪些？设计要求：①精度要求②检测效率要求③可靠性要求④经济性要求⑤使用条件要求⑥造型要求设计程序：①确定设计任务②设计任务分析③调查研究④总体方案设计⑤技术设计⑥制造样机⑦样机鉴定或验收⑧样机设计定型后进行小批量生产2、简述测控仪器的设计原则，并稍作说明①阿贝原则该原则指出，为使量仪能给出正确测量结果，必须将仪器的读数可先吃安放在被测尺寸线的延长线上。

就是说，被测零件的尺寸线和仪器中作为读数用的基准线应顺序排成一条直线②最小变形原则该原则指出，应尽量避免在仪器工作过程中，因受力变化或因温度变化而引起的仪器结构变形或仪器状态和参数的变化，并使之对仪器精度的影响量小③测量链最短原则测量链最短原则则是指构成仪器测量链环节的构件数目应最少④坐标系基准统一原则这条原则是指，在设计零件时，应该使零件的设计基面、工艺基面和测量基面一致起来，符合这个原则才能使工艺上或测量上能够较经济的获得规定的精度要求而避免附加的误差⑤精度匹配原则在对仪器进行精度分析的基础上，根据仪器中各部分各环节对仪器精度影响的不同，分别对各部分个环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，这就是精度匹配原则⑥经济原则经济原则是一切工作都要遵守的一条基本而重要的原则3、简述测控仪器的设计原理，并稍作简述①平均读数原理在计量学中，利用多次读数取其平均值，通常能够提高读数精度。

利用这一原理来设计仪器的读数系统，即称之为平均读数原理②比较测量原理包括位移量同步比较测量原理、差动比较测量原理、零位比较测量原理③补偿原理应用补偿法进行误差补偿是应注意的问题有①补偿环节②补偿方法③补偿要求④综合补偿4、①线纹尺、度盘、码盘都是绝对码标准量的例子，根据它们的起始和终止的位置就可以确定所对应的线位移或转角，与测量的中间过程无关。

绝对码标准量的抗干扰能力优于增量马标准量，它不受停电、断线等意外故障以及测量中间过程的影响，并易于恢复测量②光栅、激光干涉条纹等属于增量马标准量。

测控仪器设计经典试题库

测控仪器设计经典试题库一、填空题1.仪器误差的来源有、和运行误差。

2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的和响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。

3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是4.测控仪器的设计六大原则是、、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。

5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起和。

6.在设计中，采用包括补偿、环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。

7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：、均方根比例、和中间值比例。

8.标准量的细分方法有、。

9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。

它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。

10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。

其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。

11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。

12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有。

13、测控仪器中的光电系统的组成14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。

15、直接检测系统：相干检测系统：16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。

17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。

这些匹配包括、。

匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。

18、照明的种类、、、。

19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。

《测控仪器设计》(第4章)《测控仪器设计(第3版)》精选全文

（3）滚动轴承导轨
– 摩擦力矩小 – 运动灵活 – 承载能力大 – 调整方便 – 用于大型仪器（如万工显、三座标、测长机等）
（二）滚动摩擦导轨的组合应用
（1）滚动与滑动摩擦导轨的组合应用
– 滚动轴承导轨摩擦力小，运动灵活，用做
导向
滚动轴承和滑动导轨的组合 1—平面滑动导轨 2—滚动轴承导轨
导轨的几何精度包括导轨在垂直平面内与水平面内的直线度，导轨面间的平行度和导轨间的垂直度
（2）导轨的接触精度
垂直面内的直线度
水平面内的直线度
导轨面间的平行度
（二）导轨运动的平稳性
爬行现象：在其低速运动时，导轨运动的驱动指令是均匀的
而与动导轨相连的工作台却出现一慢一快，一跳一停的现象产生爬行现象的主要原因有： ①导轨间的静、动摩擦系数差值较大； ②动摩擦系数随速度变化； ③系统刚度差
高
液体静压
高
导轨
空气静压
高
导轨
较好较好
好好
大较低较大较低
差较好
好
要求不高
要求较高
要求高
好要求高
成本
低较高
高高
（二）标准导轨的选用
b） a）
直线球滑座系列导轨 a）直线球滑座导轨 b）球滑座LSP型结构示意图
• 1．滚珠导轨
▪ （1）双V形滚珠导轨
▪ 运动灵敏度较高，能承受不大的倾复力矩
▪ (2)双圆弧滚珠导轨
▪ 计量光学仪器中（如小型工具显微镜、投影仪等）使用
▪ 接触面积较大，接触点应力较小，变形也较小，承载能力强、寿命长。
V形滚珠导轨 a）常用双V形滚珠导轨 b）V形小圆弧导轨
c）双圆弧导轨

测控技术与仪器发展趋势考核试卷

3.在测控系统中，数据的处理和分析主要通过__________完成。
4.测控系统中的执行器通常接受来自__________的指令。
5.虚拟仪器技术是利用计算机硬件和软件资源来实现传统仪器的__________。
6.光纤通信的主要优点是__________、传输容量大和抗电磁干扰。
7.智能仪器通常具有__________、自诊断和远程通信等功能。
1.测控技术的发展趋势包括哪些方面？（）
A.信息化
B.智能化
C.网络化
D.大型化
2.下列哪些属于传感器技术的应用？（）
A.自动驾驶
B.环境监测
C.医疗诊断
D.电力系统
3.测控系统中的数据采集器主要功能有哪些？（）
A.信号放大
B.滤波处理
C.数据处理
D.执行控制
4.以下哪些技术属于现代通信技术？（）
A. 5G技术
8.测控技术的发展与微电子技术的发展无关。（）
9. PLC（可编程逻辑控制器）在工业自动化中主要用于数据采集。（）
10.测控系统在环境保护领域的应用主要是污染监测和数据分析。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述测控技术的定义及其在现代社会中的应用领域。
2.描述智能化测控系统的特点，并举例说明智能化测控技术在实际应用中的优势。
2.智能化测控系统具有自适应、自学习等特点，如智能工厂中的自动化生产线，能够提高生产效率和产品质量。
3.虚拟仪器技术优点在于灵活性和低成本，但可能受限于计算机性能和软件稳定性。
4.网络化测控系统实现远程监控和控制，面临网络安全和实时性挑战。
B.高可靠性
C.高速度
D.高度集成化
15.以下哪种仪器常用于非接触式测量（）

测控仪器设计__总复习题和考试题

测控仪器设计试题库一、填空题1.仪器误差的来源有原理误差、制造误差和运行误差。

2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的瞬态和稳态响应精度，，分别代表了动态仪器响应的准确程度和精密程度3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是正确度4.测控仪器的设计六大原则是阿贝原则、最小变形原则、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。

6.在设计中，采用包括补偿比较、平均读数环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。

二、简答2、测控仪器由哪几部分组成，各部分的功能是什么？3、什么是阿贝原则？举例说明在仪器设计的过程中如何减少阿贝误差？4、试述同步比较测量原理的指导思想是什么？四、计算2、投影仪光路如图所示，光源发出的光线经聚光镜会聚，均匀照明不透明的被测物，经投影物镜放大成像，被测物体成像在屏上，如果由于投影仪机体加工有∆，试求：误差，使屏到象方焦点的距离x'安装有误差x'(1)用图解法求测量工件尺寸y的误差。

∆＝0.1mm时，测量误差差值为多少?(2)如果x'＝100mm，工件y＝20mm，x'3、用微分法求出接触式光学球径仪的测量环半径误差对球径仪测量球半径尺寸精度的影响：(1)测环为刀口式(a)；(2)测环为半径为a的钢球(b)。

设被测半球半径为R，测环半径r、弦高h，测环上钢球的半径a。

第三章1、阿贝误差产生的本质原因是什么？结合图3-3分析坐标测量机测量某一工件时，哪个坐标方向上的各个平面内能遵守阿贝原则。

答：1）标尺与被测量一条线；2）如无法做到则确保导轨没有角运动；3）或应跟踪测量，算出导轨偏移加以补偿。

2、结合书中图3-9分析为何当滑块绕o 点为圆心发生摆动时，测端处于A 的位置可以补偿阿贝误差，而处于A1或A2两个位置均不能补偿阿贝误差。

答：当Z 轴滑块的瞬间摆动点为O 时，只有当平直度测量的工作点设在A 位置时，由于导轨误差引入的测量误差∆=∆0， 0∆为辅助测量头感受到的导轨摆动带来的误差。

(完整版)测控仪器设计__总复习题和考试题

测控仪器设计试题库一、填空题1.仪器误差的来源有原理误差、制造误差和运行误差。

2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的瞬态和稳态响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。

3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是正确度4.测控仪器的设计六大原则是阿贝原则、变形最小原则、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。

5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起温度灵敏度飘移和温度零点飘移。

6.在设计中，采用包括补偿调整、校正环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。

7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：黄金比例、均方根比例、和中间值比例。

8.标准量的细分方法有光学机械细分法、光电细分法。

9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。

它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。

10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。

其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。

11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。

12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有步进电动机直流电动机同步电动机测速电动机。

13、测控仪器中的光电系统的组成14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。

15、直接检测系统：相干检测系统：16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。

17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。

这些匹配包括、。

匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。

18、照明的种类、、、。

19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。

二、简答1、名词术语解释：灵敏度与鉴别力；示值范围与测量范围；估读误差与读数误差；分度值与分辨力极限示值界限内的一组数。

测控仪器设计

1、测控仪器：利用测量与控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。

2、测控仪器的组成：基准部件、传感器与感受转换部件、放大部件、瞄准部件、信号处理与运算装置、显示部件、驱动控制部件、机械结构部件。

3、测控仪器通用术语及定义（P14）4、测控仪器设计要求：①精度要求仪器总误差占测量总误差比重小时，仪器应小于或等于被测参数公差的1/3；仪器总误差占测量总误差比重大时，仪器总误差可允许小于或等于被测参数公差的1/2。

②检测效率要求一般情况下仪器的检测效率应与生产效率相适应③可靠性要求要求设备在一定时间、一定条件下不出故障的地发挥其功能的效率要高④经济性要求 ⑤使用条件要求 ⑥造型要求5、误差分类按误差的数学特征分：随机误差、系统误差、粗大误差按被测参数的时间特征分：静态误差、动态误差按误差间的关系分：独立误差、非独立误差6、精度：正确度、精密度、准确度（只有在正确度和精密度都高的情况下才能表明准确度高）7、①原理误差：由于在仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所造成的，而与制造和使用无关（减小或消除原理误差的的方法：a 、采用更为精确的、符合实际的理论和公式进行设计和参数计算；b 、研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差；c 、采用误差补偿措施）②制造误差：仪器的零件、元件、部件和其他各个环节在尺寸、形状、相互位置以及其他参量等方面的制造及装调的不完善所引起的误差（控制措施：a 、合理的分配误差和确定制造公差；b 、正确应用仪器设计原理和设计原则；c 、合理地确定仪器的结构参数；d 、合理的结构工艺性；e 、设置适当的调整和补偿环节）③运行误差：仪器在使用过程中所产生的误差（力变形引起的误差、测量力引起的变形误差、应力变形引起的误差、磨损引起的误差、间隙与空程引起的误差、温度引起的误差、震动引起的误差、干扰与环境波动引起的误差）8、仪器误差分析（P32）：误差独立原则、微分法、几何法——螺旋测微机构的误差分析9、仪器精度设计：误差分配方法（仪器总误差是仪器总系统误差与总随机误差之和）①系统误差分配②随机误差分配：在仪器允许的总误差I ∆中扣除总系统误差e ∆，剩下的是允许的总系统误差和总未定系统误差之和∑∆，即e ∆-∆=∆∑I 。

测控仪器设计复习题及答案

测控仪器设计复习题及答案一、选择题1. 测控仪器设计中，以下哪个不是传感器的基本功能？A. 转换B. 放大C. 测量D. 显示答案：B2. 测控系统中，数据采集卡的主要作用是什么？A. 将模拟信号转换为数字信号B. 进行信号放大C. 显示测量结果D. 存储数据答案：A3. 在测控仪器设计中，以下哪个不是信号处理的常见方法？A. 滤波B. 放大C. 信号调制D. 信号解调答案：C二、填空题4. 测控仪器设计中，传感器的灵敏度是指传感器输出变化与输入变化的________。

答案：比例5. 在数字信号处理中，________是指信号的采样频率至少是信号最高频率的两倍。

答案：奈奎斯特定理6. 测控系统中，信号的________是指信号在时间上的延续性。

答案：时域特性三、简答题7. 简述测控仪器设计中，信号调理的重要性。

答案：信号调理是测控仪器设计中的关键环节，它包括信号的放大、滤波、线性化等处理过程，确保传感器采集到的信号能够准确地反映被测量的物理量，同时满足后续信号处理和数据采集的需求。

8. 描述在测控系统中，如何实现对信号的数字化处理。

答案：在测控系统中，实现信号的数字化处理通常包括以下几个步骤：首先，通过传感器将被测量的物理量转换为电信号；然后，使用信号调理电路对信号进行必要的放大和滤波处理；接着，利用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号；最后，通过数字信号处理器（DSP）或微控制器对数字信号进行进一步的处理和分析。

四、计算题9. 假设有一个测控系统，其采样频率为1000Hz，信号的频率为500Hz。

计算奈奎斯特频率，并判断该系统是否满足奈奎斯特定理。

答案：奈奎斯特频率为信号频率的两倍，即1000Hz。

由于系统的采样频率为1000Hz，等于奈奎斯特频率，因此该系统刚好满足奈奎斯特定理的要求。

10. 如果在上述系统中，信号的实际频率为600Hz，计算系统能否准确采样该信号，并说明原因。

答案：系统不能准确采样600Hz的信号，因为信号频率超过了奈奎斯特频率（1000Hz），根据奈奎斯特定理，采样频率至少应该是信号最高频率的两倍，即至少需要1200Hz。

测控仪器设计样卷

AX=（800-200）（1470-0）/（4095-0）+200 =415.39 kPa
五、试推导不完全微分 PID 控制算法的离散表达式，解释改进后的优点，并绘出算法流程图（15 分）
Df ( s ) 1 u (t ) K P e( ) dt
2、影响测控电路精度的因素有哪些？各有什么影响？（7 分）
信噪比：衡量系统抗干扰能力的技术指标，以有用信号强度与噪音信号强度之间的比率来表示，称其为信号噪声比，简称信噪比（Signal/Noise），通常以 S/N 表示，单位为分贝（dB）分辨力：对于数字式仪器分辨力是指仪器显示的最末一位数字间隔代表的被测量值。对模拟式仪器，分辨力就是分度值。线性度：测控系统的实际静态特性输出是一条曲线而并非是一条直线。灵敏度：在稳态工作情况下输出量变化△ y 对输入量变化△ x 的比值。它是输出－输入特性曲线的斜率。量化误差：当输入量的变化小于数字电路的一个最小数字所对应的被测量值时，数字系统将没有变化，这一误差称为量化误差。稳定性（漂移）一般分为时间稳定性（时间漂移）和温度稳定性（温度漂移）两种。时间稳定性是指测控系统在不同时间段内特性的稳定程度。频率特性：在动态测试情况下，输出信号幅度和相位随输入信号的频率变化而变化的特性，即幅频和相频特性。输入与输出阻抗对于模拟式控制电路，抗干扰能力差将导致控制准确性的降低；而对于数字式控制电路，抗干扰能力低将有可能产生误动作，从而带来破坏性的后果。其影响包括：①非线性的标尺和刻度盘难于制作；②在系统换档时需要重新标定；③测试数据记录容易失真；④当进行模/数、数/模转换时不易保证精度；⑤当进行反馈控制时，控制方法和算法不易实现等。提高灵敏度，可以提高信噪比和分辨力，从而得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。选用不同的传感器、电子元器件以及电路原理，可对信噪比有较大的改进①选择适当的测量电路形式，选取合适的测量段，可以显著减小非线性误差。②可以通过适当设计或增加补偿和校正环节，降低非线性误差。灵敏度与系统的量程及分辨力是相互关联的指标，需要统筹考虑

智能测控系统设计与实现考核试卷

A.数字滤波
B.信号调制
C.数据压缩
D.信号解调
5.以下哪些是PID控制器的优点？（）
A.简单易懂
B.稳定性好
C.调整方便
D.适用范围广
6.以下哪些是微处理器的主要性能指标？（）
A.主频
B.字长
C.存储容量
D.功耗
7.以下哪些是智能测控系统设计时需要考虑的安全性问题？（）
A.硬件故障
B.软件漏洞
C.网络攻击
A. AD转换器
B. DA转换器
C.微处理器
D.信号放大器
8.以下哪种算法常用于信号滤波处理？（）
A.快速傅里叶变换
B.滑动平均滤波
C.微分方程
D.递推最小二乘法
9.在智能测控系统中，以下哪种技术用于提高系统的抗干扰能力？（）
A.信号调制
B.信号解调
C.误差反馈
D.阶跃响应
10.以下哪个部件不属于微处理器的核心组成部分？（）
7.模糊控制算法适用于处理非线性、时变和不确定性系统。（）
8.在智能测控系统中，人机交互界面主要用于显示数据和接收指令。（）
9.智能测控系统设计时，只需考虑硬件的可靠性和性能，无需考虑软件的可靠性。（）
10.信号采样频率越高，系统对信号的还原度越高。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
C. Modbus
D. TCP/IP
19.在智能测控系统中，以下哪个环节可能导致信号失真？（）
A.信号放大
B.信号滤波
C.信号采样
D.信号解调
20.以下哪个软件工具通常用于智能测控系统的仿真和设计？（）
A. CAD
B. CAE
C. MATLAB

[测控仪器设计第三版课后答案]测控仪器设计试题及参考答案(Word可编辑版)

[测控仪器设计第三版课后答案]测控仪器设计试题及参考答案（Word可编辑版）试题1：什么是测控仪器设计的主要目标？参考答案1：测控仪器设计的主要目标是设计和制造出能够准确测量和控制物理量的仪器。

这些仪器应该具有高精度、高可靠性、高稳定性和高灵敏度等特点，以满足各种测量和控制需求。

试题2：测控仪器设计的基本流程是什么？参考答案2：测控仪器设计的基本流程包括需求分析、方案设计、电路设计、硬件设计、软件设计、原型制作和测试等步骤。

首先，需要对测量和控制需求进行详细的分析和定义。

然后，根据需求设计出测控系统的整体方案。

接下来，进行电路设计，包括选择合适的传感器和信号处理电路等。

然后，进行硬件设计，包括选择合适的元器件和进行PCB设计等。

同时，还需要进行软件设计，包括编写控制程序和界面设计等。

最后，制作出原型并进行测试，根据测试结果进行优化和修改。

试题3：测控仪器设计中常见的传感器有哪些？参考答案3：测控仪器设计中常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器、加速度传感器、位移传感器等。

这些传感器可以将待测物理量转换为电信号，并通过信号处理电路进行处理和放大，最终得到测量结果。

试题4：测控仪器设计中常见的控制器有哪些？参考答案4：测控仪器设计中常见的控制器包括单片机、PLC和DSP等。

这些控制器可以对测控系统进行控制和调节，实现目标物理量的精确控制。

试题5：测控仪器设计中常见的接口有哪些？参考答案5：测控仪器设计中常见的接口包括串口、并口、USB接口、以太网接口等。

这些接口可以实现与外部设备的数据交换和通信，方便用户进行数据采集和控制操作。