测控仪器设计专题
测控仪器设计课件第4章
保证仪器的测量精度、定位精度、运动精度
对基座的变形要控制在亚微米量级； 对工作台的定位精度和传动精度要求能达到0.1µm； 对导轨的直线度要求达到0.1µm/m； 主轴的回转精度要求达到0.01µm等。
本章共分为五节： 第一节 仪器的支承件设计 第二节 仪器的导轨及设计 第三节 主轴系统及设计 第四节 伺服机械系统设计 第五节 微位移机构及设计
1）稳定性好，花岗石经过了几百万年的天 然时效处理，内应力早已消除，几乎不变 形，稳定性极好。2）加工简便，采用研 磨、抛光会得到很高的精度和好的表面粗糙 度，加工工艺简便，其耐磨性比铸铁高5～ 10倍。 3）温度稳定性好，导热系数和线膨 胀系数均很小，在室内温度缓慢变化情况 下，产生的变形比钢小得多，约为铸铁的 1／2。4）吸振性好，内阻尼系数比钢大15 倍，不传递振动。 5）不导电，不磁化，抗 电磁影响性能好。6）维护保养方便，能抵 抗酸碱气体和溶液腐蚀，不用涂任何防锈油 脂。7）价格便宜。
弹性平均效应原 理
导轨设计应遵守的 原理和原则
定义
图示 图4—14
导向导轨与压紧导 在仪器中为保证导轨运动的直线性常用导轨的一面作为 导向面，另一面作压紧面，即导向和压紧分开，保证通 轨分立原则 过压紧力使导向面可靠接触，保证导向精度。
图4—14 导轨布置图 a）双V形导轨导向与压紧 b）万工显导轨布置图
主要内容
1）减少的办法有：①采用刚度设计，如有限元法；②结构设计，如设计加强 肋；③补偿措施，如用螺钉或其它方法反变形。 2）局部变形发生在载荷集中的地方，如立柱与导轨接触部分。 3）接触变形是由于微观不平度造成实际接触面积仅是名义接触面积的很小一 部分。为了减少接触变形，可采用预加载荷的办法增加接触刚度，对于固定不 动的接触面，预加载荷一般大于活动件及其上部件的重力与外载荷的和；对于 活动的接触面，预加载荷一般等于活动件及其上工件的重力和 。 ①滑动摩擦导轨与导轨面间的比压有关， 一般要求比压不大于0.04。 可采用 卸荷结构导轨。降低比压（导轨接触面部分单位面积上承受载荷的大小）。 ②良好的防护与润滑，也可增加耐磨性。 ③从导轨副的配合上选择，使静导轨硬度为动导轨硬度的1.1—1.2倍。 常用以 下不同硬度材料配合：铸铁—铸铁导轨、铸铁—淬硬铸铁导轨、铸铁—淬硬钢 导轨、铜合金—钢导轨、塑料导轨（聚四氟乙烯）—铸铁导轨，有较好的抗振 性和耐磨性，且温度适应性广（-200～+280℃），摩擦系数小。 ④从材料和热处理工艺上选择 ▼HT200～HT400铸铁高频淬火，淬火后硬度可达48～53HRC； ▼ “镶钢导轨”耐磨性比铸铁导轨高5～10倍。40Cr、T8、T10、GCrl5、 20Cr、20CrMnTi ▼镶塑料导轨具有摩擦系数小、耐磨性好、工艺简单、成本低等优点。对于润 滑不良或无法润滑的垂直导轨以及要求重复定位精度高，微进给移动无爬行 现象的情况下采用此种导轨最为适当
测控仪器设计习题解答
第一章1.测控仪器的概念是什么？答：测控仪器是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.为什么说测控仪器的发展与科学技术发展密切相关？答：……3.现代测控仪器技术包含哪些内容？答：……4.测控仪器由哪几部分组成？各部分功能是什么？答：（1）基准部件：提供测量的标准量。
（2）传感器与感受转换部件：感受被测量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。
（3）放大部件：提供进一步加工处理和显示的信号。
（4）瞄准部件：用来确定被测量的位置（或零位）。
（5）信息处理与运算部件：用于数据加工、处理、运算和校正等（6）显示部件：用指针与表盘、记录器、数字显示器、打印机、监视器等将测量结果显示出来。
（7）驱动控制部件：用来驱动测控系统中的运动部件。
（8）机械结构部件：用于对被测件、标准器、传感器的定位、支承和运动。
5.写出下列成组名词术语的概念并分清其差异：分度值与分辨力：分度值——一个标尺间隔所代表的被测量值。
分辨力——显示装置能有效辨别的最小示值。
示值范围与测量范围：示值范围——极限示值界限内的一组数。
测量范围——测量仪器误差允许范围内的被测量值。
灵敏度与鉴别力（灵敏阈）：灵敏度——测量仪器响应（输出）的变化除以对应的激励（输入）的变化。
鉴别力——使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化。
仪器的准确度、示值误差、重复性误差：仪器的准确度——测量仪器输出接近于真值的响应的能力。
示值误差——测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。
重复性误差——视差、估读误差、读数误差：视差——当指示器与标尺表面不在同一平面时，观测者偏离正确观察方向进行读数和瞄准所引起的误差。
估读误差——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，有时也称为内插误差。
读数误差——由于观测者对计量器具示值读数不准确所引起的误差，它包括视差和估读误差。
6.对测控仪器的设计要求有哪些？答：（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）造型要求第二章1.说明分析仪器误差的微分法、几何法、作用线与瞬时臂法和数学逼近法各适用在什么情况下，为什么？答：若能列出仪器全部或局部的作用原理方程，那么，当源误差为各特性或结构参数误差时，可以用微分法求各源对仪器精度的影响。
[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)
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[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。
测控仪器设计 复习题
测控仪器设计复习题测控仪器设计复习题在现代科技快速发展的时代，测控仪器的设计和应用变得越来越重要。
测控仪器是指用于测量、控制和监测各种物理量和过程的设备。
它们在各个领域都扮演着重要的角色，从工业生产到科学研究，从医疗保健到环境监测，都离不开测控仪器的应用。
一、什么是测控仪器？测控仪器是一种用于测量、控制和监测物理量和过程的设备。
它们通过感知物理量并将其转换为电信号，然后进行信号处理和分析，最终输出结果或控制作用。
测控仪器可以是简单的温度计、压力传感器，也可以是复杂的光谱仪、电子计量仪等。
二、测控仪器的设计原则1. 准确性：测控仪器的设计应保证测量结果的准确性。
准确性可以通过校准和校验来验证，设计中需要考虑如何减小误差来源，提高测量的精度和可靠性。
2. 稳定性：测控仪器的设计应保证在不同环境条件下的稳定性。
温度、湿度等环境因素可能对测量结果产生影响，设计中需要考虑如何降低这些影响。
3. 可靠性：测控仪器的设计应保证长时间的可靠运行。
可靠性包括设备的寿命、故障率以及维护保养的便利性等方面。
4. 灵敏度：测控仪器的设计应保证对待测物理量的变化能够敏感地进行检测。
灵敏度可以通过信号放大和滤波等技术手段来提高。
三、测控仪器的设计流程1. 需求分析：首先需要明确测控仪器的使用目的和要求，了解待测物理量的特点和范围，以及其他相关因素。
2. 方案设计：根据需求分析，设计测控仪器的整体方案，包括硬件设计和软件设计。
硬件设计涉及传感器的选择、信号处理电路的设计等；软件设计涉及数据采集、信号处理和结果输出等。
3. 硬件实现：根据方案设计，进行硬件电路的搭建和调试。
这包括电路板的设计和制作、元器件的选型和焊接等。
4. 软件开发：根据方案设计，进行软件的编程和调试。
这包括编写数据采集程序、信号处理算法等。
5. 集成测试：将硬件和软件进行集成，并进行全面测试。
测试包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。
6. 优化改进：根据测试结果，对测控仪器进行优化改进，提高其性能和稳定性。
测控仪器总体设计
阿贝误差产生的原因：作直线运动的运动件（工作台或滑块） 在运动过程中产生角运动造成的。 阿贝误差补偿方法：动态跟踪、定点补偿 （一）Eppenstein光学补偿方法 是一种通过结构布局随机补偿阿贝误差的方法 （二）激光两坐标测量仪中监测导轨转角与平移的光电补偿 方法：利用测得值校正导轨的运动方向（转角、平移 ） 以激光两坐标测量仪为例
三、补偿原理
第四节 测控仪器工作原理的选择和系统 设计
一、信号转换与传输原理的选择
1.转换功能不同 2.对原始信号感受方式不同 3.转换放大原理不同
二、标准量及其细分方法的选用 （一）标准量的分类及作用 （二）几何量标准器的类型及特点（三）标Βιβλιοθήκη 量的细分方法1.光学机械细分法
1）直读法 2）微动对零法 2.光电细分法 1）光学倍程法
Evolution
Revolution
Quantum leap
第二节 测控仪器设计原则
一、阿贝原则及扩展 为使测量仪能给出正确测量结 果、必须将仪器的读数刻线 尺 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 (刻线基准)应顺序排成一条 直线。因此．遵守阿贝原则的 仪器．应符合右所示的安排。 图中仪器的标淮刻线尺与被 测件的直径共线。
阿贝原则的意义
1.用游标卡尺测量工件的直径 由活动量爪倾斜所引起测量误差
1 s tan
1 30mm 0.0003 0.009mm
2.用阿贝比长仪测量线纹尺刻线间隔
2 d d ' d (1 cos ) d 2 / 2
2 20mm (0.0003 ) 2 / 2 9 107 mm
四、运动方式与控制方式
第五节 测控系统主要结构参数与技术指标的确定
测控仪器设计 第4版 第四章 测控仪器设计方法
二、创新设计方法的训练
1） 学习，掌握创造学理论的基本思想，掌握创新思维规律，面对来自于自 然界生存压力、社会发展需求压力、经济竞争压力、个人工作压力及自我责任 心，事业心的主客观强大压力，激发出积极、主动创造精神。
2）摸索创新设计的方法和技巧
创新设计的诀窍在于
① 充分依靠现代网络信息资源有针对性的检索相关资料，补充掌握不足的信 息来达到创新构思。
② 在设计的整个过程中采用集多人智慧，互相启发来寻求解决问题的途径； 也可通过有针对性、有系统地提问来激发智慧，寻找解决办法
③ 通过对现有产品的观察，优缺点分析，或采用数学建模，或采用系统分析 及形态学矩阵的理论分析方法寻求各种解决办法。
举例子说明：采用系统分析方法解决防止螺纹松动的结构措施。
螺钉锁紧力矩公式为
➢ 敢于标新立异。创新思维的特点不仅是要突破“思维定势”的束缚，而且要 敢于标新立异，即敢于提出与前人甚至多数人不同的见解，敢于对似乎完美 的现实事物提出怀疑，寻找更合理的解法。
➢ 善于从不同角度思考问题，探索多种解法，设想多个可供选择的方案，这样， 成功的几率必然成倍增长。我们称这种思维方法为多向思维或扩散思维。
解决了齿轮测量参数多、测量仪器复杂、测量精度不高的难题。使一台仪器实现 了多台仪器和量具才能达到的测量功能，体现了设计者在仪器功能上的创新成就。 3）开关（新技术和新方法的创新）
机械式开关是最早的通断控制形式，但其反映的频率低，定位精度差，结构复 杂，惯性大，寿命短。随着科技的发展，人们开发出触摸式、感应式、声控式、光 控式、红外线式等多种新的开关。这些新的开关设计反映出设计者对各种新技术和 新方法的创新研究。
第三节 测控仪器工作原理的选择和系统设计
消除了操作者的人为误差，实现了自动化、 数字化、微米级的测量精度。
测控仪器设计课设题目
课题一：温度测量控制系统一、任务使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0-5V电压信号，将温度值显示出来。
再设计控制电路，控制一个300W电热杯温度，使其能够稳定在设定的温度值。
二、设计提示设计开始查阅相关资料，如元器件资料、方案选择等，可以使用单片机方案，也可以使用模拟电路方案，设计电路时注意强电和弱电之间的隔离。
三、具体要求1.设计以测量显示部分电路为主；2.要绘制原理框图；3.绘制原理电路；4.要有必要的计算及元件选择说明；5.提供元器件清单；6.设计印刷线路板；7.如果采用单片机，必须绘制软件流程图。
课题二：液位测量控制系统一、任务使用电容式液位传感器，设计传感器放大电路，将液位信号转变为标准信号，将液位值显示出来（液位高度25厘米，显示精度0.1厘米）。
在设计控制电路，控制料罐的进口阀门开度，使其能够稳定在设定的高度值。
可以使用单片机方案，也可以使用模拟电路方案，设计电路参考右图。
三、四、五、具体要求1.设计以测量显示部分电路为主；2.要绘制原理框图；3.绘制原理电路；4.要有必要的计算及元件选择说明；5.提供元器件清单；6.设计印刷线路板；7.如果采用单片机，必须绘制软件流程图。
课题三：阳光强度测量显示电路一、任务使用光敏电阻，光电三极管或光敏二极管传感器（任选一种），设计传感器放大电路，将太阳光的强弱转变电信号，并将光亮强度值显示出来。
二、设计提示设计开始查阅相关资料，如元器件资料、方案选择等，可以使用单片机方案，也可以使用模拟电路方案，设计显示电路时注意按照国标显示，并有相应的手动校正电路。
三、具体要求1.设计以测量显示部分电路为主；2.要绘制原理框图；3.绘制原理电路；4.要有必要的计算及元件选择说明；5.提供元器件清单；6.设计印刷线路板；7.如果采用单片机，必须绘制软件流程图。
课题四：电子秤电路设计一、任务使用称重传感器，设计一台电子秤电路，可称重20千克，精度10克。
测控仪器课程设计题目
测控仪器课程设计题目一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握测控仪器的基本原理、结构和应用，提高学生的理论水平和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够了解测控仪器的基本概念、分类、工作原理和主要性能指标，掌握测控仪器的设计方法和应用领域。
2.技能目标：学生能够运用所学知识分析和解决测控仪器在实际应用中遇到的问题，具备一定的实际操作能力，能够使用测控仪器进行实验和调试。
3.情感态度价值观目标：培养学生对测控仪器的兴趣和热情，使其认识到测控仪器在现代科技和社会发展中的重要性，提高学生的科学素养和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括测控仪器的基本原理、结构和应用。
具体安排如下：1.测控仪器的基本概念：介绍测控仪器的定义、分类和发展历程。
2.测控仪器的工作原理：讲解各种常见测控仪器的工作原理及其特点。
3.测控仪器的主要性能指标：介绍测控仪器的主要性能指标及其评价方法。
4.测控仪器的设计方法：讲解测控仪器的设计原则、方法和步骤。
5.测控仪器的应用领域：介绍测控仪器在各个领域的应用实例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握测控仪器的基本原理和知识。
2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解测控仪器的应用和设计方法。
4.实验法：安排学生进行实验操作，提高学生的实践能力和动手能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的测控仪器教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关的测控仪器参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能得到充分的实践机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化方式，全面、客观地评价学生的学习成果。
第一章 测控仪器设计概论 测控仪器设计 教学课件
多种物镜，从 360x.360µ m 至 7x7mm 视场
用可溯源的ISO样 板或样块标定 33/327
结构
遥控的光源，对测量头 无热传输 双处理器及强大的可编程的软件
Taylor Hobson 专利算法 内置自诊断 可选配自动 标配的防震台
齿轮的“大”与“小”
3 放大部件
7 驱动控制器部件
4 瞄准部件
8 机械结构部件
“微电子产品视觉检测仪”
支承底座、精密工作台、X、Y二维运动导轨、立柱、显微镜及CCD摄像
器件、光栅系统、精密驱动系统、光源。
图1-1 微电子产品视觉检测仪三维效果图
工作原理：
Z向运动具有自动调焦功能，通过计算机对CCD摄像器件摄取图像进行 分析，用调焦评价函数来判断调焦质量。被检测的印刷线路板或IC芯片 的瞄准用可变焦的光学显微镜和CCD摄像器件来完成。摄像机的输出经图 像卡送到计算机进行图像处理实现精密定位和图像识别与计算，并给出 被检测件的尺寸值、误差值及缺陷状况。
（5）开发新原理
随着科学技术的发展，需要测量的极端参数（超高压、超高温、 超低温、超大尺寸、原子空间）和特种参数（识别颜色、气味）也 在增加，要求也更奇特，因此要不断研究新原理、开发新仪器。如 仿生仪器等。
（6）动态测量
研究的对象已经从静态转入动态，如研究原子的价态、分子结 构和聚集态、固体结晶形态、生命化学物理进程的激发态的现场实 施检测手段，需要研究超快时间和超高空间的分辨技术。
传感器与感受转换部件
测控仪器中的传感器是仪器的感受转换部件，它的作用是感受被测 量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。
不同测量对象可以用不同测量原理的传感器进行感受与转换，因此正 确选用和设计传感器是十分重要的，通常要遵守仪器设计的精度原则和经 济原则等。
测控仪器设计
2
d
d
d
(1
cos)
d 2
2
第二点瞄准
第二点读数
一、阿贝(Abbe)原则及其扩展
参数计算误差：
2
d
d
d
(1
cosΒιβλιοθήκη )d 22
2
20mm 0.0003 2 2
9107 (mm)
一、阿贝(Abbe)原则及其扩展
为什么Abbe比较仪的误差小？ 比较两个误差公式：
R' 1 at R1 at R
' R
R RS
a R a 串联电阻后其电阻
R RS
'
温度系数降低
二、变形最小原则及措施(热)
2)在扩散电阻上并联电阻RP
并联电阻
R RRP R RP
a
RP a
R RP Rat
• 标准和批量是减少成本的最佳方案
END：第二节 测控仪器设计原则
第三节 测控仪器设计原理
第三节 测控仪器设计原理
一、平均读数原理 二、比较测量原理 三、补偿原理
§3-3 一、平均读数原理
§3-3 一、平均读数原理
误差：
e sin
R
对径：
e sin( 180 ) e sin
R
R
§3-3 一、平均读数原理
一般情况：一个读数头的误差用 周期波来表示：
随力变化 而变化
二、变形最小原则及措施(热)
设计若能满足以下条件，则可消 除误差：
R10 R40 R20 R30
测控仪器设计复习题答案
测控仪器设计复习题答案一、选择题1. 测控仪器设计中，以下哪个不是基本的测量参数？A. 温度B. 压力C. 速度D. 颜色答案：D2. 在设计测控仪器时，以下哪个因素不需要考虑？A. 测量精度B. 环境影响C. 设备成本D. 设备颜色答案：D3. 测控仪器的校准周期通常由哪个因素决定？A. 设备的使用寿命B. 设备的制造日期C. 设备的使用频率D. 设备的型号答案：C二、填空题1. 测控仪器的________是确保测量结果准确性的关键。
答案：校准2. 在设计测控仪器时，需要考虑仪器的________和________。
答案：稳定性，可靠性3. 测控仪器的________是影响测量结果的一个重要因素。
答案：灵敏度三、简答题1. 简述测控仪器设计的基本步骤。
答案：测控仪器设计的基本步骤包括需求分析、原理设计、电路设计、软件编程、系统集成、测试验证和最终调试等。
2. 说明环境因素对测控仪器性能的影响。
答案：环境因素如温度、湿度、振动和电磁干扰等都可能影响测控仪器的性能。
例如，高温可能导致仪器元件老化加速，湿度可能引起电路短路，振动可能影响测量的稳定性，而电磁干扰可能造成信号失真。
四、计算题1. 假设一个测控仪器的测量范围是0到100单位，如果仪器的精度是±1%，计算仪器在测量50单位时的最大误差。
答案：最大误差 = 50单位× 1% = 0.5单位五、论述题1. 论述现代测控技术在工业自动化中的应用及其重要性。
答案：现代测控技术在工业自动化中的应用包括但不限于生产过程监控、质量控制、设备维护和能源管理等。
其重要性体现在提高生产效率、降低成本、保障产品质量以及提升系统的可靠性和安全性。
通过实时数据采集和分析，测控技术能够帮助企业做出更加精准的决策，优化生产流程，减少资源浪费。
六、案例分析题1. 某工厂需要设计一套温度控制系统，用于监控和调节生产过程中的温度。
请分析该系统应包含哪些主要组件，并说明各组件的功能。
测控仪器设计复习题
测控仪器设计最全复习题一、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，米用包括补偿_______________ 、__________________ 环节等技术措施，贝卩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。
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、、。
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
测控仪器设计考试及答案
测控仪器设计考试及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 在测控仪器设计中，以下哪个参数是不需要考虑的？A. 测量精度B. 测量范围C. 测量速度D. 电源电压答案：D2. 测控仪器设计中，以下哪种传感器不适合用于温度测量？A. 热电偶B. 光电传感器C. 热敏电阻D. 红外传感器3. 测控仪器设计中，以下哪种信号处理方法可以提高系统的抗干扰能力？A. 滤波B. 放大C. 调制D. 编码答案：A4. 在测控仪器设计中，以下哪种方法可以用于提高系统的稳定性？A. 增加系统的阻尼B. 减少系统的阻尼C. 增加系统的增益D. 减少系统的增益5. 测控仪器设计中，以下哪种元件不适合用于信号放大？A. 运算放大器B. 晶体管C. 电阻D. 场效应管答案：C6. 在测控仪器设计中，以下哪种接口不适合用于数据传输？A. USBB. RS-232C. 以太网D. 电源插座答案：D7. 测控仪器设计中，以下哪种材料不适合用于制造传感器？A. 硅B. 陶瓷C. 塑料D. 不锈钢答案：C8. 在测控仪器设计中，以下哪种误差是可以通过校准消除的？A. 系统误差B. 随机误差C. 绝对误差D. 相对误差答案：A9. 测控仪器设计中，以下哪种方法可以用于提高系统的响应速度？A. 增加系统的惯性B. 减少系统的惯性C. 增加系统的阻尼D. 减少系统的阻尼答案：B10. 在测控仪器设计中，以下哪种设备不适合用于数据采集？A. 数据采集卡B. 模数转换器C. 传感器D. 显示器答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 测控仪器设计中，以下哪些因素会影响测量结果的准确性？（）A. 传感器的精度B. 信号处理方法C. 环境温度D. 电源电压波动答案：ABCD12. 在测控仪器设计中，以下哪些元件可以用于信号的隔离？（）A. 光耦B. 继电器C. 变压器D. 电容器答案：ABC13. 测控仪器设计中，以下哪些方法可以用于提高系统的抗干扰能力？（）A. 屏蔽B. 接地C. 滤波D. 信号放大答案：ABC14. 在测控仪器设计中，以下哪些因素会影响系统的稳定性？（）A. 系统的增益B. 系统的阻尼C. 系统的惯性D. 电源电压答案：ABC15. 测控仪器设计中，以下哪些元件可以用于信号的调制？（）A. 调制器B. 编码器C. 调制解调器D. 滤波器答案：AC三、判断题（每题2分，共20分）16. 在测控仪器设计中，测量精度越高，测量结果越准确。
(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。
测控仪器设计复习题答案
测控仪器设计复习题答案一、填空题1. 测控仪器设计中，传感器的作用是将__________转换为电信号。
2. 信号放大电路的主要目的是提高信号的__________，以便进行后续处理。
3. 在数字信号处理中，A/D转换器的作用是将模拟信号转换为__________信号。
4. 测控系统中，滤波器的主要功能是去除信号中的__________成分，保留有用信号。
5. 测控仪器的稳定性是指系统在长时间运行后，输出信号与输入信号之间的__________保持不变。
二、选择题1. 以下哪个不是测控仪器设计中常用的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光传感器D. 声音传感器答案：D2. 信号放大电路中，运算放大器的主要作用是：A. 信号整形B. 信号放大C. 信号滤波D. 信号调制答案：B3. 数字信号处理中，以下哪个不是A/D转换器的性能指标？A. 分辨率B. 转换速率C. 线性度D. 带宽答案：D4. 测控系统中，滤波器的设计通常不考虑以下哪个因素？A. 频率响应B. 相位响应C. 增益D. 电源电压答案：D5. 测控仪器的稳定性通常与以下哪个因素无关？A. 温度变化B. 电源电压波动C. 环境湿度D. 仪器的制造工艺答案：D三、简答题1. 简述传感器在测控仪器设计中的重要性。
答：传感器是测控仪器设计中的关键元件，它负责将被测量的物理量转换为电信号，为后续的信号处理和分析提供基础数据。
传感器的性能直接影响到整个测控系统的准确性和可靠性。
2. 说明信号放大电路在测控系统中的作用。
答：信号放大电路的主要作用是提高传感器输出的微弱信号，使其达到后续处理电路所需的电平。
这样可以提高系统的信噪比，减少信号在传输过程中的衰减和干扰，保证信号的完整性和准确性。
3. 描述数字信号处理中A/D转换器的工作原理。
答：A/D转换器的工作原理是将模拟信号在时间上进行离散化处理，同时在幅度上进行量化处理，最终将模拟信号转换为数字信号。
测控仪器设计
测控仪器设计第一章：12分1.测控仪器的组成，个部分的作用。
（1）基准部件：提供测量的标准量。
（2）传感器与感受转换部件：感受被测量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。
（3）放大部件：提供进一步加工处理和显示的信号。
（4）瞄准部件：用来确定被测量位置。
（5）信息处理与运算装置：数据加工，处理，运算和校正。
（6）显示部件：将测量结果显示。
（7)驱动控制部件：驱动测试系统中的运动部件。
（8）机械结构部件：用于对被测件，标准器，传感器的定位，支撑和运动。
2.什么是可靠性：在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
3.测控仪器通用术语及其定义：（名词解释，判断题。
如：鉴别力（阀））（1）鉴别力（阀）：使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化是缓慢而单调的进行。
它表示仪器感受微小量的灵敏程度。
仪器的鉴别力可能与仪器的内部或外部噪声有关，也可能与摩擦有关或与激励值有关。
（2）分度值与分辨力：分度值——一个标尺间隔所代表的被测量值。
分辨力——显示装置能有效辨别的最小示值。
（3）示值范围与测量范围：示值范围——极限示值界限内的一组数。
测量范围——测量仪器误差允许范围内的被测量值。
（4）灵敏度与分辨力：灵敏度——测量仪器响应（输出）的变化除以对应的激励（输入）的变化。
分辨力——显示装置能有效分辨的最小示值。
（5）仪器的准确度、示值误差、重复性：仪器的准确度——测量仪器输出接近于真值的响应的能力。
示值误差——测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。
重复性——在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，仪器提供相近示值的能力。
（6）回程误差：在相同条件下，被测量值不变，计量器具行程方向不同其示值之差的绝对值。
第二章：26分1.测量误差的分类和表示方法：尤其掌握相对误差的表示方法及其相互关系（选择题）（1）按误差的数学特征分类：随机误差、系统误差、粗大误差。
（2）按被测参数的时间特性：静态参数误差，动态参数误差。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。