1-2．典型检测仪表控制系统的结构式怎么样的？各单元主要起什么作用？
（1）被控对象：是控制系统的核心、它是以单输入单输出、也可以是多输入多输出
（2）检测单元：是控制系统实现控制调节的基础、它完成对所有被控变量的直接测量
同时也可实现某些参数的间接测量（3）变送单元完成对被测变量信号的转换和传输、其转换结果符合国际标准的符号制式（4）显示单元：是控制系统的附属单元、它将检测单元获得的有关参数、通过适当方式显示操作人员（5）调节单元：完成调节控制规律的运算、它将变送器传输出来的测量信号与给定值进行比较、并对比较结果进行调节运算、以输出作为控制信号（6）执行单元：是控制系统实施控制策略的执行机构它负责将调节器的控制输出信号按执行机构的需要产生出相应信号、以驱动执行机构实现对被控变量的调节作用
1-6.什么是仪表的灵敏度和分辨率？两者间存在什么联系？
灵敏度是仪表对被控参数变化的灵敏程度、分辨率是输出能相应和分辨率的最小输入量
分辨率是灵敏度的一种一般来说仪表的灵敏度越高分辨率也越高
1-7.仪表的精度是如何确定的？
是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量的
2-0.产生误差的原因
1、被检测物理模型的前提条件属理想条件、与实际检测条件有出入
2、测量器件的材料性能或制作方法不佳使检测特性随时间而发生劣化
3、电气、空气压、油压等动力源的噪音及容量的影响
4、检测线路接头之间存在接触电势或接触电阻
5、检测系统的惯性即延迟传递特性不符合检测的目的要求、因此要同时考虑系统静态特性和动态特性
6、检测环境的影响、包括温度、气压、振动、辐射
7、不同采样所得测量值的差异造成的误差
8、人为的疏忽造成误差、包括个人读表偏差、知识经验的深浅、体力及精神状态等
9、测量器件进入被测对象、破坏了所要测量的原有状态10、被测对象本身变动大、易受外界干扰以至测量值不稳定。
3-2.说明锁定放大原理在检测系统中的作用？
检测埋没在噪声中的微弱信号时、可以主动调制信号、抑制噪声、专门提取微弱信号幅值和相位等有效信息
3-3.利用检测方程式说明补偿结构的特点。
3-5.总结多远检测的优势所在：
（1）在复杂的检测系统中、往往是检测信号里已包含了所需要的信息、但并不能、直接反应所需要的信息、而且在检测精度要求高的情况下、作为信号转换的传感器不止一个、是用多个传感器或不同类型传感器群、实现高度智能检测功能、是检测技术发展的必然趋势（2）随着半导体材料及计算机技术的发展、也促使人们对复杂问题的智能检测的需求越来越大、并且是多元化检测成为可能
4-2.热电偶的测温原理和热电偶测温的基本条件是什么？
原理：基于热点效应即将两种不同的导体或半导体练成闭合回路、当两个接点处的温度不同时、回路中将产生热电势。基本条件：两种不同的导体材料构成回路、两端接点处的温度不同。
4-7.以电桥发测定热电阻的电阻值时、为什么常采用三线接线的方法？
三线制方式是在热电阻的一端两根导线、另一端连接一根导线、当热电阻与测量电桥诶用时、分别将两端引线接入两个桥臂、就可以较好地消除引线阻影响、提高测量精度。
4-13.光纤温度传感器有什么特点？它可以应用于那些特殊场合？特点：灵敏度高、电绝缘性能好、可适用于强烈电磁扰、强辐射的恶劣环境、体积小、重量轻、可弯曲可实现不带电的全光型探头、特殊应用：可适用于强烈电磁干扰、强辐射的恶劣环境。
6-2.以椭圆齿轮流量计为例、说明容积式流量计的工作原理？
椭圆齿轮流量计的测量本体友一对相互齿合的椭圆齿轮和仪表壳体构成、其工作原理如图、两个椭圆齿轮A/B在进行出口流体压力差的作用下、交替地相互驱动、并各自绕轴作非角匀速度转动、转动过程中连续不断地将充满在齿轮与壳体之间的固定容积内的流体一份份地排出、齿轮的转数可以通过机械或其它的方式测出、从而可以得知流体总流量
6-11涡街流量计的检测原理是什么？常见的旋涡发生体有哪几种？如何实现旋涡频率检测？
（1）涡街流量计的检测原理是利用流体振荡的原理进行流量测量、当流体流过非流线型
阻挡体时会产生稳定的旋涡列、旋涡的产生频率与流体留宿有着确定的对应关系、测量频率的变化。就可得知流体的流量、（2）常见旋涡发生体的形状有圆柱、三角柱、矩形柱、T 型柱以及由以上形状组合而成的组合形状（3）旋涡频率的检出有多种方式、可分为一体式和分体式两类、一体式的检测元件放在旋涡发生体内、如热丝式分体式检测元件则装在旋涡发生体下游、如、压电式均利用旋涡发生时引起的波动进行测量、旋涡频率采用热敏电阻检测方式、在三角主体的迎面对称嵌入两个热敏电阻、通入恒定电流加热电阻、使其温度稍高于流体、在交替产生旋涡的作用下、两个电阻被周期的冷却、使其阻值改变、阻值的变化有电桥测出、即可测得旋涡产生频率、从而知流量
7-2.对于开口容器和密封压力容器用差压式液位计测量时有何不同？影响液位计测量精度的因素有哪些？
（1）对于敝口容器式*P=Pb—Pa=HPG中的Pa为大气压、在容器底部或侧面液位零点处引出压力信号、仪表指示的表压力即反映相应的液柱静压（2）密封压力容器可用差压计测量液位、差压计的正压侧与容器底部相通、负压侧连接容器上部的空气间、可用上式求液位高度（3）影响液位计测量精度的因素：液位计本身的精度、以及液体的温度对其密度的影响、物料本身性质如温度、黏度、页面的稳定、料面是否规则
7-3.利用差压变送器测量液位时、为什么要进行零点迁移？如何实现迁移？（1）由于测压仪表的安装位置一般不能和被测容器的最低液位处在同一高度上、因此在测量液位时、仪表的量度范围内会有一个不变的附加值、对于这个情况、要根据安装高度差进行的修正2)一般的差压计都有调整零点位置的机构、即可以对感压元件预加一个作用力、将仪表零点迁移到与液位零点相重和、这就是零点前移、在仪表安装位置确定之后、只需按计算进行零点调整即可
8-4.比较金属应变片和半导体应变膜片在检测压力原理上的异同？
相同点:均是在收到外力的情况下导致了阻值发生变化
不同点：（1）金属应变片的金属电阻丝由于弹性形变的电阻率变化较小。可以忽略、而半导体应变膜片单位应变的阻值较大。（2）金属应变片的应变灵敏系数K大约为2、半导体的应变灵敏系数可高到120、半导体应变片反应灵敏、体积小（3）金属应变片在受压力是阻值变而半导体却有可能阻值增大。
9-2.简述热导体分析器的工作原理、对测量条件有什么要求？
原理：热导式体分析器是利用不同气体导热特性不同的原理进行分析的
要求：1）混合气体中背景祖坟的热导率必须近似相等、并与被测组分的热导率有明显差别、（2）电源供给热丝恒定电流、使之维持一定温度、被测气体由小呈小部引入、从小呈上部派出（3）热导池一致放在恒温装置中
9-5.气体相色谱仪的基本环节有哪些？各部分的作用是什么？
气象色谱仪包括分离和分析两个技术环节、在测试时、使被分析的式样通过色谱仪将混合式样中的各个组分分离、再由检测器对分离后的各个组分进行检测以确定各组分的成分和含量
10-3．DDZ-2型和DDZ-3型电动单元组合仪表的主要外特性什么？
（1）主要外特征：DDZ-2型系统仪表采用了印刷电路等工艺、是以晶体管元件为主体的、各单元之间的联络信号约定为0-10ma、电源采用交流220V、各单元的精度一般为0.5级、DDZ-3型系统列仪表则是以线性集成电路为主要器件各单元之间的联络信号采用国际统一信号制的4-20MA直流电流进行远传、并保留了室内1-5V直流电压的联络信号电源采用直流24V单电源供电。（2）使用性质、测量方式、原理性连接方式、信号传输方式、组成方式、安装方式、防爆能力、运算处理方式
10-4.对常用仪表的输入输出特性进行线性化处理有哪些方法？
串联式仪表的非线性特征是可以通过多串接一个非线性环节、并适当选择该环节的非线性、使其能够补偿前面个非线性环节所造成的非线性特征、从而是整体仪表线性关系。对于反馈式仪表、当反馈是仪表的环节有足够大的稳态放大倍数时、其输入输出特性主要取决于环节上而与环节1的关系不大、因此可以根据式K=Y/U~~Y/F=1、K1、所描述的倒数关系、对该类仪表进行线性化处理、
11-3.在常用的变送器采用哪些基本原理？
力矩平衡原理：工作原理的核心就在于如何把各信号转变成等效的力矩、测量出这些力矩达到相对平衡时产生的微小位移、以备变送器进行放大和处理
桥式电路原理：在典型的桥式应用电路、其中E表示电源、V表示输出、a,b两点间的电势差用V ab表示、则根据桥式电路的特性可知、当电桥达到平衡时、其输出内零即V=0、因此存在如下关系：R1。R4=R2。R3、由于桥是电路自身带有电源E、当其工作在平衡状态附近、因外部负载电阻相对较大时、电桥外部的输出电流很小可忽略不计、其而此时可以可以提供的是电动势。
差动式原理:当被测参数对象引起位移的一个敏感元件的特性增加、另一个敏感元件的特性则减小且特性增加和减小的量相同而方向相反
12-2.采用开环式和闭环式的显示仪表有什么区别？主要应用范围是什么？
开环式模式的显示仪表由测量电路和数据处理
两部分环节组成、数据处理环节一动圈式指示为代表、一般是通过机械机构达到平衡状态的、闭环式模式的显示仪表可以保持显示的精确可靠以及仪表的响应特性、可以实现测量与显示自动完成、同时能够自动跟踪测量过程中平衡状态的变迁
应用范围：开环以动圈式仪表为代表、闭环主要应用在带自动平衡的显示仪表中。
13-5.实用PID调节控制规律有哪些？
由反馈回路PID环节构成的PID运算电路、由PD和PI串联构成的PID运算电路、由P/I 和D并联构成的运算电路、由PI和D串联混合构成的PID运算电路。
13-6.完全微分型PID控制规律与不完全有什么区别？那个控制更普遍？
完全微分型算法()其中、对位阀位置、故障沉余差、加保持器、理想PID控制规律中微分作用只能在一个采样周期中有效、且调整作用很强、这样微分调节作用发挥不理想、因而在实际应用中常在完全微分型算式的基础上做必要的修正、从而产生了不完全微分型算式（）、因此不完全微分型PID调节控制规律更为普遍
13-3.为什么说积分控制规律一般不能单独使用。而微分控制规律一定不能单独使用？（1）在阶跃输入的瞬间调节器吴输入、而随着时间的延续其输出增益增大、由此可见、积分调节作用总是滞后于偏差的存在、不能及时和有效的客服扰动的影响、使调节不及时造成被空变量超调量增加、操作周期和回复时间增长、也使调节过程缓慢、不以稳定、是积分控制规律使用时需考虑的主要问题所以积分控制规律一般不单独使用（2）因为微分调节器的输出大小只与偏差变化速度有关、当偏差固定不变时、无论其数值多大微分器都无输出、不能消除偏差、因此不能单独使用
13-1.什么是比例控制规律，积分控制规律和微分控制规律？它们各有哪些表示方法和特点？
比例控制规律：微分方程形式表示为：*Y=KP&、图示法表示如图、特点（1）能及时和迅速的客服振动的影响（2）存在一定的残余偏差
积分控制规律：微分方程形式表示为：*Y=1/T1、、、、、、、、、、、、（1）积分作用滞后偏差存在、不能单独使用（2）*Y大小与&大小有关、还与偏差存在时间有关（3）消除残余偏差（4)只要有偏差、调节器输出就不断变化&存在时间越长、输出信号的变化量*Y也越大、直到调节器输入达到极限。
微分控制规律：微分方程形式：*Y=、、、图示形式如图特点：有超前调节作用、不能单独使用
14-1.气动执行器、液动、电动在特性上有什么区别？
气动是以压缩空气为动力能源的一种自动执行器、它接受调节器的输出控制信号直接调节被控介质的流量、实现生产过程的自动化、结构简单、工作可靠。价格便宜、维护方便防火防爆
电动是以电动机构进行操作的、将电流信号转换为相应轴角位移或直线位移、去控制调节机构以实现自动调节、信号传输速度快、传输距离远、但其结构复杂、推力小等缺点、大大限制了其应用。
液动执行器最大的特点是推动力大，但在实际工业中的应用较少。
14-8.什么是调节流量特性？常用的有哪几种？
调节阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量和阀门相对开度之间的关系即：Q/Qmax=f(l/L)式中、Q/Qmax为相对流量l/L为相对行程
直线特性：其流量与阀芯位移成直线关系、
对数特性：其阀芯位移与流量间存在对数关系、
快开特性：在开度较小时流量变化比较大随着开度增大流量很快达到最大值、它没有一定的数学表达式、
抛物线特性：其流量与相对行程间存在抛物线关系
第五章 信号运算电路 5-1推导题图5-43中各运放输出电压，假设各运放均为理想运放。 (a)该电路为同相比例电路，故输出为： ()0.36V V 3.02.01o =?+=U (b)该电路为反相比例放大电路，于是输出为： V 15.03.02 1 105i o -=?-=-=U U (c)设第一级运放的输出为1o U ，由第一级运放电路为反相比例电路可知： ()15.03.0*2/11-=-=o U 后一级电路中，由虚断虚短可知，V 5.0==+-U U ，则有： ()()k U U k U U o 50/10/1o -=--- 于是解得： V 63.0o =U (d)设第一级运放的输出为1o U ，由第一级运放电路为同相比例电路可知： ()V 45.03.010/511o =?+=U 后一级电路中，由虚断虚短可知，V 5.0==+-U U ，则有： ()()k U U k U U o 50/10/1o -=--- 于是解得： V 51.0o =U 5-2 11 图X5-1 u
5-3由理想放大器构成的反向求和电路如图5-44所示。 （1）推导其输入与输出间的函数关系()4321,,,u u u u f u o =； （2）如果有122R R =、134R R =、148R R =、Ω=k 101R 、Ω=k 20f R ，输入4 321,,,u u u u 的范围是0到4V ，确定输出的变化范围，并画出o u 与输入的变化曲线。 （1）由运放的虚断虚短特性可知0==+-U U ，则有： f R u R u R u R u R u 0 44332211-=+++ 于是有： ??? ? ??+++-=44332211o U R R U R R U R R U R R U f f f f （2）将已知数据带入得到o U 表达式： ()4321o 25.05.02i i i i U U U U U +++-= 函数曲线可自行绘制。 5-4理想运放构成图5-45a 所示电路，其中Ω==k 10021R R 、uF 101=C 、uF 52=C 。图5-54b 为输入信号波形，分别画出1o u 和2o u 的输出波形。 前一级电路是一个微分电路，故()dt dU dt dU C R R i U i i o //*1111-=-=-= 输入已知，故曲线易绘制如图X5-2所示。 图X5-2 后一级电路是一个积分电路，故()??-=-=dt U dt U C R V o o 1122out 2/1 则曲线绘制如图X5-3所示。 图X5-3 /V
第二章信号放大电路 2-1 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ 在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路 称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出 阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入 失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高； ⑨成本低。 2-2 (1)利用一个741 和一只100k 的电位器设计可变电源，输出电压范围为 10V u S 10V ；(2)如果u S 10V 时，在空载状态下将一个1k 的负载接到电压源上时，请问电源电压的变化量是多少？（741 参数：输入阻抗r 2 ，差模增益 d a V mV ，输出阻抗r o 75 ） 200 （1）电路设计如图X2-1 所示： 15V 25k u s I 100k N L 25k R L 15V 图X2-1 （2）由于电压跟随器属于输入串联、输出并联型结构，该结构下的输入、输出阻抗为： 5 R r 1 T r 1 a 2 1 2 0 0 0 0V0 V 1 4 1 0 i d d R r 1 T r 1 a 75 1 200000V V 1 0.375m o o o 由上式我们可以看出，电压跟随器中的反馈增大了等效输入阻抗，减小了等效输出 阻抗，可以达到阻抗变换的效果。 进一步计算得： I u R 10V 1k 10m L S L u R I 0.375 m10m 3.75 V
S o L 1
第一章 绪论 何谓水准面？何谓大地水准面？它在测量工作中的作用是什么？ 答：静止的水面称为水准面，水准面是受地球重力影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重力场的等位面。 与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，称为大地水准面。 大地水准面是测量工作的基准面。 何谓绝对高程和相对高程？何谓高差？ 答：某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔。 假定一个水准面作为高程基准面，地面点至假定水准面的铅垂距离，称为相对高程或假定高程。 某点的经度为118°45′ ，试计算它所在6°带及3°带的带号，以及中央子午线的经度是多少？ 答：N=INT(118°45′/6+1)=20 L=20*6-3=117° n=INT(118°45′/3+1)=40 l=40*3=120° 测量工作的原则是什么？ 答：在测量工作中，为了防止测量误差的逐渐传递而累计增大到不能容许的程度，要求测量工作遵循在布局上“由整体到局部”、在精度上“由高级到低级”、在次序上“先控制后碎部”的原则。 确定地面点位的三项基本测量工作是什么？ 答：确定地面点位的三项基本测量工作是测角、量距、测高差。 第二章 水准测量 设A 为后视点，B 为前视点；A 点高程是20.016m 。当后视读数为1.124m ，前视读数为1.428m ，问A 、B 两点高差是多少？B 点比A 点高还是低？B 点的高程是多少？并绘图说明。 答：m h AB 304.0428.1124.1-=-= m H B 712.19304.0016.20=-= B 点比A 点低 何谓视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？ 答：当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标像有相对运动，这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止。 水准测量时，注意前、后视距离相等；它可消除哪几项误差？ 答：水准测量时，注意前、后视距离相等，可以消除视准轴和水准管轴不平行引起的仪器误差对观测的影响，还可以消除地球曲率和大气折光等外界环境对观测的影响。 7、调整表2-3中附合路线等外水准测量观测成果，并求出各点的高程。
第五章信号运算电路 5-1 图5-37中所示的电路称为放大极性系数电路，试推导出其输出电压U o 与输入电压 U i 的关系表达式。 输出电压U o 与输入电压U i 的关系表达式为： ()i o 2U n nq U ?=5-2 试画出一个能实现()()5i 2i 1i 5i 2i 1i o 5 151 U U U U U U U ′++′+′?+++= ??的加减混合运算电路。 该加减混合运算电路如图X5-1所示。 5-3 在粗糙度的标准中，平均波长a λ定义为a a a /π2?=R λ，现有代表a R 和a ?的电压信号a a ?U U R ，，试设计一电路，使其输出电压代表平均波长a λ 。 图X5-1 图5-37 第五章题1图 U o
a a 134个对数运算电路，其输入分别为代表2π、R a 和Δa 的电压U 2π、U R a 和U Δa 。U A 等于T 1和T 3的-U be 之和，它与)2ln(ln 2ln a a R R ππ?=??成正比，U B 与 -lnΔa 成正比。N 2是指数电路，T 2的-U be 等于U B -U A ，它与a R a ?π2ln 成正比，流经T 2的I a 与 a R a ?π2成正比，从而T 2输出与λa 成正比的电压。5-4图5-38中所示是利用乘法器和运算放大器组成的功率测量电路。设 t U u ωsin 2i =，)sin(2L ?ω?=t I i ，L i Z R <<，Z L 是负载，i R 3和i L 相比可以忽略， 试写出u o 和u i 、i L 的关系式，并证明当u o 经过RC 滤波器)/π2(ω>>RC 后，其平均值 U o 代表有功功率。 a
一．1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？ 传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 2影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？ 影响测控电路精度的主要因素有： （1）噪声与干扰； （2）失调与漂移，主要是温漂； （3）线性度与保真度； （4）输入与输出阻抗的影响。 其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 3为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？ 为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括： （1）模数转换与数模转换； （2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换； （3）量程的变换； （4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等 二．2-1 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ 在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配； ②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低 2-7什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？ 有抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。 2-8 图2-8b所示电路，N1、N2为理想运算放大器，R4=R2=R1=R3=R，试求其闭环电压放大倍数。 由图2-8b和题设可得u01 =u i1 (1+R2 /R1) = 2u i1 , u0=u i2 (1+R4 /R3 )–2u i1 R4/R3 =2u i2–2
简答题 1、工程测量的定义及其主要任务是什么？ 答：工程测量是一门测定地面点位的科学。其主要任务是：测图、用图、放样（放图）。 2、测量上所采用的平面直角坐标系与数学上所用的直角坐标系统有何不同？ 答：坐标轴互换；象限编号顺序相反。 3、什么叫大地水准面？测量中的点位计算和绘图能否投影到大地水准面上？为什么？ 答：通过平均海水面并延伸穿过陆地所形成闭合的那个水准面。不能，因为大地水准面表面是一个凹凸不平的闭合曲面，这给测量中点位计算以及绘图投影带都会带来很大麻烦。 4、测量选用的基准面应满足什么条件？为什么？ 答：条件：1）基准面的形状和大小，要尽可能地接近地球的形状和大小；2）要是一个规则的数学面，能用简单的几何体和方程式表达。这是因为：1）所有的测量工作都是在地球表面进行的，是以地球为参照的，所以要保证测量工作的真实性和准确性；2）为了尽 可能地方便测量中繁杂的数据计算处理。 5、水准仪必须满足哪些条件？ 答：1）水准管轴平行于视准轴；2）圆水准器轴平行于仪器竖轴；3）当仪器整平后，十字丝必须满足水平的条件
6、为什么把水准仪安置在距离前后视两根尺子大致相等的地 方？ 答：可以消除或减弱视准轴水平残余误差、对光透镜进行误差、地球曲率误差、大气折光误差等对高差观测值的影响。 7、为什么水准测量读数时，视线不能靠近地面？ 答：尽可能地避免大气折光的影响。 &转点在测量中起何用？转点前视点变为后视点及仪器搬至下一站的过程中，为什么不宽容许发生任何移动？如何选择转点？ 答：起传递高程的作用。若发生移动，则前、后两站所测的不是同一个点，就达不到其转递高程的作用。选择转点首先应考虑其要与前、后两点通视并且与前、后两点之间的距离大致相等，一般应选在质地比较坚硬的地面上。 9、用经纬仪照准在同一竖直面类不同高度的两个点子，在水平度盘上的读数是否一样？在一个测站，不在同一铅垂面上的不同高度的两个点子，两视线之间夹角是不是所测得的水平面？ 答：一样。不是，两视线在同一水平面上的投影夹角才是所测得的水平角。 10、什么叫竖直角？在测竖直角时，竖盘和指标的转动关系与测水平角时水平度盘和指标的转动关系有什么不同？ 答：在同一竖直面内，一点至目标的倾斜视线与水平视线所夹的锐角。水平度盘是固定不动的，指标随望远镜的转动而转动；而竖直角观测中，指标是不动的，竖直度盘随望远镜的转动而转动。
第一章绪论 1-1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用 传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 1-2影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意影响测控电路精度的主要因素有： （1）噪声与干扰； （2）失调与漂移，主要是温漂； （3）线性度与保真度； （4）输入与输出阻抗的影响。 其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 1-3为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面 为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：（1）模数转换与数模转换； （2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换； （3）量程的变换； （4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等； （5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。 1-4测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式信号与数字式信号。随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。 图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。根据被测量的不同，可进行相应的量程切换。传感器的输出一般较小，常需要放大。图中所示各个组成部分不一定都需要。例如，对于输出非调制信号的传感器，就无需用振荡器向它供电，也不用解调器。在采用信号调制的场合，信号调制与解调用同一振荡器输出的信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路（常为滤波器），将信号与噪声分离，将不同成分的信号分离，取出所需信号。有的被测参数比较复杂，或者为了控制目的，还需要进行运算。对于典型的模拟式电路，无需模数转换电路和计算机，而直接通过显示执行机构输出，因此图中将模数转换电路和计算机画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号，这时需要模数转换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下，采用计算机。
第四章信号分离电路 4-1简述滤波器功能，按照功能要求，滤波器可分为几种类型？ 滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，即对不同频率信号的幅值有不同的增益，并对其相位有不同的移相作用。按照其功能要求，滤波器可分为低通、高通、带通、带阻与全通五种类型。 4-2按照电路结构，常用的二阶有源滤波电路有几种类型？特点是什么？ 常用的二阶有源滤波电路有三种：压控电压源型滤波电路、无限增益多路反馈型滤波电路和双二阶环型滤波电路。 压控电压源型滤波电路使用元件数目较少，对有源器件特性理想程度要求较低，结构简单，调整方便，对于一般应用场合性能比较优良，应用十分普遍。但压控电压源电路利用正反馈补偿RC网络中能量损耗，反馈过强将降低电路稳定性，因为在这类电路中，Q值表达式均包含-Kf项，表明Kf过大，可能会使Q 值变负，导致电路自激振荡。此外这种电路Q值灵敏度较高，且均与Q成正比，如果电路Q值较高，外界条件变化将会使电路性能发生较大变化，如果电路在临界稳定条件下工作，也会导致自激振荡。 无限增益多路反馈型滤波电路与压控电压源滤波电路使用元件数目相近，由于没有正反馈，稳定性很高。其不足之处是对有源器件特性要求较高，而且调整不如压控电压源滤波电路方便。对于低通与高通滤波电路，二者Q值灵敏度相近，但对于图4-17c所示的带通滤波电路，其Q值相对R，C变化的灵敏度不超过1，因而可实现更高的品质因数。 双二阶环型滤波电路灵敏度很低，可以利用不同端输出，或改变元件参数，获得各种不同性质的滤波电路。与此同时调整方便，各个特征参数可以独立调整。适合于构成集成电路。但利用分立器件组成双二阶环电路，用元件数目比较多，电路结构比较复杂，成本高。 4-3测控系统中常用的滤波器特性逼近的方式有几种类型？简述这些逼近方式的特点。 测控系统中常用的滤波器特性逼近的方式可分为巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近与贝赛尔逼近三种类型。 巴特沃斯逼近的基本原则是在保持幅频特性单调变化的前提下，通带内最为平坦。其特点是具有较为理想的幅频特性，同时相频特性也具有一定的线性度。 切比雪夫逼近的基本原则是允许通带内有一定的波动量ΔKp，故在电路阶数一定的条件下，可使其幅频特性更接近矩形，具有最佳的幅频特性。但是这种逼近方式相位失真较严重，对元件准确度要求也更高。 贝赛尔逼近的基本原则是使相频特性线性度最高，群时延函数τ(ω)最接近于常量，从而使相频特性引起的相位失真最小，具有最佳的相频特性。但是这种
测控电路期末试题二以及答案 一、简答题（每小题6分，共48分） 1、什么是自举电路？说明图1所示电路是如何提高放大器的输入阻抗的？ 答：自举电路是利用反馈使电阻两端等电位，减少向输出回路索取电流，而使输入阻抗增大的一种电路。 2 2121R u u R u i i i i o i -- = -= 31R u R u o i -=∴ 3 122R u R u o o -= i o o i u u u u 22 1 22=?= ∴ i i i u R R R R R u R u i 211221-=-= ∴ 1 221R R R R i u R i i -== 当21R R =时，输入回路阻抗无穷大，达到了提高放大器输入阻抗的目的。 2、如图2所示电路，N 1、N 2、N 3工作在理想状态，R 1=R 2=200K Ω，R P =20K Ω，R 3=R 4=10K Ω，R 5=R 6=20K Ω，试求该电路的差模增益。 解： R o i P i i i o I R u u R u u R u u =-=-=-1 1 112222 )(12111i i P i o u u R R u u -- =∴ 21212)(i i i P o u u u R R u +-= u i
135316642o o o o u R R R u u R R R u +?+-=?+ 5 31 536426R R u R u R R R u R o o o ++=+ 43R R = 65R R = ))(1()(122 1351235i i P o o o u u R R R R R u u R R u -++=-= ∴ 42)20 22001(1020)1(213512=?+?=++=-= ∴P i i o d R R R R R u u u k 3、什么是隔离放大电路？就一种隔离方式简述其工作原理。 答：隔离放大电路是一种测量用的电路，它的输入，输出，隔离电路之间没有直接的电路耦合，即输入、输出没有公共接地端。 输入信号经放大进入耦合器，使LED 导通，通过光电耦合器件（晶体管）转换为电压或电流信号，经放大输出。 4、相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与电路构成上主要有哪些区别？ 答：相敏检波电路可以鉴别调幅信号与载波信号之间的相位关系，还可选频；而包络检波只是将调幅信号的包络线解调出来，但不具有鉴相选频特性。相敏检波电路除了输入调幅信号外，还需输入一个参考信号，一般选用载波信号来做参考信号；而包络检波则不是将调幅信号输入，进行解调。 5、180?导通型逆变器正常工作的必要条件是什么？ 答：180?导通型逆变器正常工作的必要条件是可靠换流。即每一相上、下桥臂主晶闸管交替导通时，须经过短暂的全关断状态，以保证可靠换流。 6、PWM 控制电路在双极式工作时会不会发生电流断续现象？为什么？ 答：PWM 控制电路在双极式工作时不会发生电流断续现象。因为双极式电路中的四个大功率晶体管分为两组，同一组中的两个晶体管同时导通，关断，每一组晶
习题1 1．什么叫大地水准面它有什么特点和作用 2．什么叫绝对高程、相对高程及高差 3．测量上的平面直角坐标系和数学上的平面直角坐标系有什么区别 4．什么叫高斯投影高斯平面直角坐标系是怎样建立的 5．已知某点位于高斯投影6°带第20号带，若该点在该投影带高斯平面直角坐标系中的横坐标y ＝-306579.210m ，写出该点不包含负值且含有带号的横坐标y 及该带的中央子午线经度0L 。 6．什么叫直线定线标准方向有几种什么是坐标方位角 7．某宾馆首层室内地面±的绝对高程为45.300m ，室外地面设计高程为-l.500m ，女儿墙设计高程为+88.200m ， 问室外地面和女儿墙的绝对高程分别为多少 8．已知地面上A 点的磁偏角为-3°10′，子午线收敛角为+1°05′，由罗盘仪测得直线AB 的磁方位角为为63°45′， 试求直线AB 的坐标方位角=AB α 并绘出关系略图。 答案： 1．通过平均海水面的一个水准面，称大地水准面，它的特点是水准面上任意一点铅垂线都垂直于该点的曲面，是一个重力曲面，其作用是测量工作的基准面。 2．地面点到大地水准面的垂直距离，称为该点的绝对高程。地面点到假设水准面的垂直距离，称为该点的相对高程。两点高程之差称为高差。 3．测量坐标系的X 轴是南北方向，X 轴朝北，Y 轴是东西方向，Y 轴朝东，另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排，这些正好与数学坐标系相反。 4、假想将一个横椭圆柱体套在椭球外，使横椭圆柱的轴心通过椭球中心，并与椭球面上某投影带的中央子午线相切，将中央子午线附近（即东西边缘子午线范围）椭球面上的点投影到横椭圆柱面上，然后顺着过南北极母线将椭圆柱面展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。所以该投影是正形投影。在高斯投影平面上，中央子午线投影后为X 轴，赤道投影为Y 轴，两轴交点为坐标原点，构成分带的独立的高斯平面直角坐标系统。 5．Y=+(-306579.210m+500000m)=.790。 ? =?-?=11732060L 6．确定直线与标准方向的关系（用方位角描述）称为直线定向。标准方向有真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴（X 轴）方向。由坐标纵轴方向（X 轴）的北端，顺时针量至直线的角度，称为直线坐标方位角 7．室内地面绝对高程为：43.80m.女儿墙绝对高程为：133.50m 。 8．/ AB 3059?=α 习题2
第三章 信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？ 在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。 3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？ 调制是给测量信号赋以一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。 3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。 调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。调幅信号s u 的一般表达式可写为： t mx U u c m s cos )(ω+= 式中 c ω──载波信号的角频率； m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。 图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。
第一章绪论 1-1为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？ 为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。 为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。 生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。要做到这两点，还是离不开测量与控制。 产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。特别是当今时代的自动化已不是本世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性自动化、自适应控制与智能化。越是柔性的系统就越需要检测。没有检测，机器和生产系统就不可能按正确的规程自动运行。自适应控制就是要使机器和系统能自动地去适应变化了的内外部环境与条件，按最佳的方案运行，这里首先需要的是对外部环境条件的检测，检测是控制的基础。智能化是能在复杂的、变化的环境条件下自行决策的自动化，决策的基础是对内部因素和外部环境条件的掌握，它同样离不开检测。 1-2试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。 为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。 计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案，而这依赖于光刻的精确重复定位，依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行，都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。 一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器，对点火时间、燃油喷射、空
第六章信号转换电路 6-1 常用的信号转换电路有哪些种类？试举例说明其功能。 常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。 采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。这种电路多用于快速数据采集系统以及一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移、模拟信号的延迟、瞬态变量的测量及模数转换等。 模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁，是重要的接口电路。可用作鉴零器、整形电路，其中窗口比较电路的用途很广，如在产品的自动分选、质量鉴别等场合均用到它。 V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，广泛地应用于调频、调相、模/数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。f/V（电压/频率）转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。广泛地应用于调频、调相信号的解调等。 V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。例如，在远距离监控系统中，必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输，以减少传输导线阻抗对信号的影响。I/V（电流/电压）转换器进行电流、电压信号间的转换。例如，对电流进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时，由于它们的输出电阻很高，因此可把他们看作电流源，通常情况下其电流的数值极小，所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用，微电流放大器越来越占有重要的位置。 在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转换器（简称A/D转换器或ADC）。相反，经计算机处理后的信号常需反馈给模拟执行机构如执行电动机等，因此还需要数/模转换器（简称D/A转换器或DAC）将数字量转换成相应的模拟信号。 6-2 试述在S/H电路中对模拟开关、存储电容及运算放大器这三种主要元器件的选择有什么要求。 选择要求如下： 模拟开关：要求模拟开关的导通电阻小，漏电流小，极间电容小和切换速度快。 存储电容：要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。
第一章绪论 1、测量学的基本任务是什么？对你所学专业起什么作用？ 答：测量学是研究地球的形状和大小，以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学。它的任务包括测定和测设两个部分。 测量学在土木工程专业的工作中有着广泛的应用。例如，在勘测设计的各个阶段，需要测区的地形信息和地形图或电子地图，供工程规划、选择厂址和设计使用。在施工阶段，要进行施工测量，将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程测设于实地，以便进行施工；伴随着施工的进展，不断地测设高程和轴线，以指导施工；并且根据需要还要进行设备的安装测量。在施工的同时，要根据建（构）筑物的要求，开始变形观测，直至建（构）筑物基本上停止变形为止，以监测施工的建（构）筑物变形的全过程，为保护建（构）筑物提供资料。施工结束后，及时地进行竣工测量，绘制竣工图，供日后扩建、改建、修建以及进一步发展提供依据。在建（构）筑物使用和工程的运营阶段，对某些大型及重要的建筑物和构筑物，还要继续进行变形观测和安全监测，为安全运营和生产提供资料。由此可见，测量工作在土木工程专业应用十分广泛，它贯穿着工程建设的全过程，特别是大型和重要的工程，测量工作更是非常重要的。 2、测定与测设有何区别？ 答：测定是指使用测量仪器和工具，通过观测和计算，得到一系列测量数据，把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。 测设是把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。 3、何谓水准面？何谓大地水准面？它在测量工作中的作用是什么？ 答：静止的水面称为水准面，水准面是受地球重力影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重力场的等位面。 与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，称为大地水准面。 大地水准面是测量工作的基准面。 4、何谓绝对高程和相对高程？何谓高差？ 答：某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔。 假定一个水准面作为高程基准面，地面点至假定水准面的铅垂距离，称为相对高程或假定高程。 5、表示地面点位有哪几种坐标系统？ 答：表示地面点位有大地坐标系、空间直角坐标系、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系。 6、测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同？ 答：测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的区别见图。
试题一答案 一、选择题 1．右图所示电路为自举组合电路，其输入电流i 为 A. 0 B. u i /10kΩ C. u i /20kΩ D. u i /30kΩ （ C ） 2．右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u D. )1/(δδ--=i o u u （ D ） 3．公式2 022 02) ()(ωαωω+++=S S S K S H P 为 A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 （ D ） 4．一个10bit 逐次逼近A/D 转换器，其满量程电压为10V, 若模拟输入电压V 1=i u ,其数字输出量的数值为 u i
A. 0001100101 B. 0001100110 C. 0001000110 D. 0001010101 ( B ) 5．在相位跟踪细分电路中，相位基准 A. 既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数 B. 是反馈环节，但不是细分机构 C. 是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节 D. 既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数的2倍( A ) 6．右图是晶体管三相桥式逆变器，对其特点的叙述哪一个是不正确的 A. 每一相上桥臂晶体管与下桥臂晶体管 各导通1200 B. 上、下桥臂晶体管导通状态互相间隔600 C. 各相之间相位差为1200 D. 换流只能在上下桥臂间进行（ D ） 7．在PWM功率转换电路中，有制动工作状态和不可逆的意思是 A. 电路不能提供电动机电枢的反相电流和反相电压 B. 电路能提供电动机电枢的反相电流但不能提供反相电压 C. 电路不能提供电动机电枢的反相电流但能提供反向电压
第一章绪论 1、测量学的基本任务就是什么？对您所学专业起什么作用？ 答:测量学就是研究地球的形状与大小,以及确定地面(包括空中、地下与海底)点位的科学。它的任务包括测定与测设两个部分。 测量学在土木工程专业的工作中有着广泛的应用。例如,在勘测设计的各个阶段,需要测区的地形信息与地形图或电子地图,供工程规划、选择厂址与设计使用。在施工阶段,要进行施工测量,将设计的建筑物、构筑物的平面位置与高程测设于实地,以便进行施工;伴随着施工的进展,不断地测设高程与轴线,以指导施工;并且根据需要还要进行设备的安装测量。在施工的同时,要根据建(构)筑物的要求,开始变形观测,直至建(构)筑物基本上停止变形为止,以监测施工的建(构)筑物变形的全过程,为保护建(构)筑物提供资料。施工结束后,及时地进行竣工测量,绘制竣工图,供日后扩建、改建、修建以及进一步发展提供依据。在建(构)筑物使用与工程的运营阶段,对某些大型及重要的建筑物与构筑物,还要继续进行变形观测与安全监测,为安全运营与生产提供资料。由此可见,测量工作在土木工程专业应用十分广泛,它贯穿着工程建设的全过程,特别就是大型与重要的工程,测量工作更就是非常重要的。 2、测定与测设有何区别？ 答:测定就是指使用测量仪器与工具,通过观测与计算,得到一系列测量数据,把地球表面的地形缩绘成地形图,供经济建设、规划设计、科学研究与国防建设使用。 测设就是把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来,作为施工的依据。 3、何谓水准面？何谓大地水准面？它在测量工作中的作用就是什么？ 答:静止的水面称为水准面,水准面就是受地球重力影响而形成的,就是一个处处与重力方向垂直的连续曲面,并且就是一个重力场的等位面。 与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面,称为大地水准面。 大地水准面就是测量工作的基准面。 4、何谓绝对高程与相对高程？何谓高差？ 答:某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离,称为该点的绝对高程或海拔。 假定一个水准面作为高程基准面,地面点至假定水准面的铅垂距离,称为相对高程或假定高程。 5、表示地面点位有哪几种坐标系统？ 答:表示地面点位有大地坐标系、空间直角坐标系、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系。 6、测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同？ 答:测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的区别见图。 a)测量平面直角坐标系b)数学平面直角坐标系
习题参考答案 （时间仓促，难免有误，请指正，谢谢！） 1-3试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。 为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。 计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案，而这依赖于光刻的精确重复定位，依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行，都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。 一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器，对点火时间、燃油喷射、空气燃料比、防滑、防碰撞等进行控制。微波炉、照相机、复印机等中也都装有不同数量的传感器，通过测量与控制使其能圆满地完成规定的功能。 1-4测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？ 传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 1-5影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？ 影响测控电路精度的主要因素有： （1）噪声与干扰； （2）失调与漂移，主要是温漂； （3）线性度与保真度； （4）输入与输出阻抗的影响。 其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 1-7为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？ 为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括： （1）模数转换与数模转换； （2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换； （3）量程的变换； （4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等； （5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、
《测控电路》试题(A 卷)答案-第2套 考试说明：本课程为闭卷考试，答案一律答在后面得答题纸上，答在其它地方无效，可携带 计算器 。 一、填空题：（每题1分，共25分，将答案写在答题纸上） 1、测控系统由 传感器 、 测量和控制电路 和 执行机构 三部分组成。 2、对测控电路的主要要求是 精度高 、 响应快 、 转换灵活 和 可靠性与经济性 。 3、反相放大电路的优点是 性能稳定 ，缺点是 输入阻抗低 。 4、电荷放大电路是一种 输出电压 与 输入电荷 成比例关系的测量放大电路。 5、为了使检波电路具有判别信号 相位 和 频率 的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏 检波电路。 6、调频就是用 调制信号x 去控制 高频载波 信号的频率。 7、脉冲调制是指用脉冲作为 载波信号 的调制方法。 8、测控系统中信号滤波常用的三种逼近方法为： 巴特沃斯逼近 、切比雪夫逼近 、贝赛 尔逼近 。 9、电压比较器是一种 电压 - 开关信号 转换器。 10、V/f (电压/频率)转换器能把 输入信号电压 转换成相应的 频率信号 ，故又称为电压控制(压控)振荡器(VCO)。 11、继电器是 控制 和 保护 线路中广泛应用的一种自动控制电器。 二、概念题（每题3分，共15分） 1. 测量放大电路：在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号 的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。 2. 隔离放大电路：隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信 号在传输过程中没有公共的接地端。 3. 信号调制及解调：调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称 得分 阅卷教师 得分 阅卷教师
测控电路期末考试试题一 （广石化） 试题一答案 一、选择题（每小题2分，共20分） 1． 右图所示电路为自举组合电路，其输入电流i 为 A. 0 B. u i /10k Ω C. u i /20k Ω D. u i /30k Ω （ C ） 2． 右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u D. )1/(δδ--=i o u u （ D ） 3．右图所示电路中的R 为电感传感器，当对被测量进行测量时，该电路输出为 A. 调幅信号 B. 调相信号 u i T
C. 调频信号 D. 调宽信号 （ B ） 4．公式2 022 02) ()(ωαωω+++=S S S K S H P 为 A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 （ D ） 5．右图所示电路的输入信号 u i 是代表测量振动幅值的交变信号，该电路可实现 A. 负峰值运算 B. 正峰值运算 C. 峰峰值运算 D. 绝对值运算 （ A ） 6．一个10bit 逐次逼近A/D 转换器，其满量程电压为10V, 若模拟输入电压V 1=i u ,其数字输出量的数值为 A. 0001100101 B. 0001100110 C. 0001000110
D. 0001010101 ( B ) 7．在相位跟踪细分电路中，相位基准 A. 既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数 B. 是反馈环节，但不是细分机构 C. 是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节 D. 既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数的2倍( A ) 8．右图是晶体管三相桥式逆变器，对其特点的叙述哪一个是不正确的 A. 每一相上桥臂晶体管与下桥臂晶体管 各导通1200 B. 上、下桥臂晶体管导通状态互相间隔600 C. 各相之间相位差为1200 D. 换流只能在上下桥臂间进行（ D ） 9．在PWM功率转换电路中，有制动工作状态和不可逆的意思是 A. 电路不能提供电动机电枢的反相电流和反相电压 B. 电路能提供电动机电枢的反相电流但不能提供反相电压 C. 电路不能提供电动机电枢的反相电流但能提供反向电压 D. 电路既能提供电动机电枢的反相电流又能提供反相电压( B ) 10．晶闸管的关断条件是 A. 阳极接低电平，阴极接高电平