测控仪器设计习题

《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。

封面作者：Pan Hongliang仅供个人学习测控仪器则是利用测量和控制的理论，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。

仪器仪表的用途和重要性—遍及国民经济各个部门，深入到人民生活的各个角落，仪器仪表中的计量测试仪器与控制仪器统称为测控仪器，可以说测控仪器的水平是科学技术现代化的重要标志。

仪器仪表的用途:在机械制造业中：对产品的静态与动态性能测试；加工过程的控制与监测；设备运行中的故障诊断等。

在电力、化工、石油工业中：对压力、流量、温度、成分、尺寸等参数的检测和控制；对压力容器泄漏和裂纹的检测等。

在航天、航空工业中：对发动机转速、转矩、振动、噪声、动力特性、喷油压力、管道流量的测量；对构件的应力、刚度、强度的测量；对控制系统的电流、电压、绝缘强度的测量等。

发展趋势:高精度与高可靠性、高效率、智能化、多样化与多维化（1）高精度与高可靠性随着科学技术的发展，对测控仪器的精度提出更高的要求，如几何量nm精度测量，力学量的mg精度测量等。

同时对仪器的可靠性要求也日益增高，尤其是航空、航天用的测控仪器，其可靠性尤为重要。

（2）高效率大批量产品生产节奏，要求测量仪器具有高效率，因此非接触测量、在线检测、自适应控制、模糊控制、操作与控制的自动化、多点检测、机光电算一体化是必然的趋势。

（3）高智能化在信息拾取与转换、信息测量、判断和处理及控制方面大量采用微处理器和微计算机，显示与控制系统向三维形象化发展，操作向自动化发展，并且具有多种人工智能从学习机向人工智能机发展是必然的趋势。

（4）多维化、多功能化（5）开发新原理（6）动态测量现代设计方法的特点：(1)程式性强调设计、生产与销售的一体化。

(2)创造性突出人的创造性，开发创新性产品。

(3)系统性用系统工程思想处理技术系统问题。

力求系统整体最优，同时要考虑人-机-环境的大系统关系。

(4)优化性通过优化理论及技术，以获得功能全、性能良好、成本低、性能价格比高的产品。

测控仪器电路试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 测控仪器电路中，下列哪个元件不具有放大作用？A. 电阻B. 晶体管C. 运算放大器D. 电容器答案：A2. 在模拟电路中，下列哪个元件主要用于信号的滤波？A. 电阻B. 电感C. 电容D. 晶体管答案：C3. 测控系统中，下列哪个设备用于将模拟信号转换为数字信号？A. 传感器B. 模数转换器C. 放大器D. 滤波器答案：B4. 以下哪个参数不是衡量放大器性能的指标？A. 增益B. 带宽C. 阻抗D. 频率答案：D5. 在电路设计中，下列哪个元件主要用于隔离电源？A. 二极管B. 电容C. 电感D. 变压器答案：D6. 测控仪器中，下列哪个元件用于实现信号的相位翻转？A. 电阻B. 电容C. 电感D. 运算放大器答案：D7. 测控系统中，下列哪个设备用于实现数据的存储？A. 传感器B. 模数转换器C. 数据采集卡D. 显示器答案：C8. 在电路设计中，下列哪个元件主要用于信号的衰减？A. 电阻B. 电感C. 电容D. 二极管答案：A9. 测控仪器电路中，下列哪个元件不具有滤波作用？A. 电阻B. 电感C. 电容D. 二极管答案：A10. 在数字电路中，下列哪个元件主要用于实现逻辑运算？A. 电阻B. 电容C. 晶体管D. 逻辑门答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 在测控仪器电路中，下列哪些元件可以用于实现信号的放大？A. 晶体管B. 运算放大器C. 电感D. 电容答案：AB2. 测控系统中，下列哪些设备用于信号的转换？A. 传感器B. 模数转换器C. 滤波器D. 显示器答案：AB3. 在电路设计中，下列哪些元件可以用于实现信号的隔离？A. 二极管B. 变压器C. 电容D. 电感答案：BD4. 测控仪器中，下列哪些元件用于实现信号的整形？A. 电阻B. 电容C. 二极管D. 运算放大器答案：CD5. 在数字电路中，下列哪些元件主要用于实现信号的存储？A. 电阻B. 电容C. 晶体管D. 存储器答案：BD三、判断题（每题1分，共10分）1. 测控仪器电路中的放大器可以无限制地放大信号。

测控仪器设计复习题### 测控仪器设计复习题#### 一、选择题1. 在测控仪器设计中，以下哪个不是传感器的主要性能指标？A. 灵敏度B. 稳定性C. 响应时间D. 价格2. 测控系统中，信号放大的主要目的是什么？A. 增加信号的幅度B. 减少噪声C. 改变信号的频率D. 以上都是3. 以下哪种类型的传感器不适合用于测量高速变化的物理量？A. 应变片B. 光电传感器C. 热电偶D. 电容传感器#### 二、填空题1. 测控仪器设计中，_______ 是指传感器输出信号与输入量之间的比例关系。

2. 在设计测控系统时，为了提高系统的稳定性，通常需要考虑系统的_______。

3. 信号调理电路的主要功能包括放大、滤波、_______ 和线性化。

#### 三、简答题1. 简述测控仪器设计中，如何选择合适的传感器？- 根据测量对象的特性选择传感器类型。

- 考虑传感器的灵敏度、稳定性、响应时间等性能指标。

- 考虑传感器的工作环境和安装条件。

- 考虑成本和维护的便利性。

2. 描述测控系统中信号调理电路的作用。

- 信号调理电路的主要作用是将传感器输出的微弱信号进行放大，使其适合后续处理。

- 通过滤波器去除噪声，提高信号的信噪比。

- 通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，便于数字处理。

- 通过线性化处理，提高测量的准确性。

3. 测控系统中如何实现信号的隔离？- 使用光耦器件实现电气隔离。

- 使用变压器实现磁隔离。

- 使用光纤实现光隔离。

#### 四、计算题1. 已知某传感器的灵敏度为2mV/°C，当温度变化为10°C时，求传感器的输出电压变化量。

- 解：ΔV = 2mV/°C × 10°C = 20mV2. 设计一个测控系统，要求测量范围为0-100V，精度为±0.1%，求所需的模数转换器的分辨率。

- 解：ΔV = 100V × 0.1% = 0.1V- 分辨率= ΔV / 2^n，其中n为模数转换器的位数。

测控仪器设计测试试卷华中农业大学工程技术学院2008-11-20 上午8：00-10：00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。

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。

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。

测控仪器设计中期考查试题一、选择题。

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，⋯。

2．一米激光测长机的原理如图所示，根据要求做出选择：(a)14(b)一米激光测长机结构图1--底座 2--干涉箱 3--测量头 4--工作台 5--尾座6--电动机和变速箱 7--闭合钢带 8--电磁离合器 9--固定角耦棱镜10--尾杆 11--测量主轴 12--可动角耦棱镜 13--激光器 14--分光镜2.1 尾座因底座变形在垂直平面内有倾角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制或消除它们的影响。

关于采取的抑制或消除尾座因底座变形在垂直平面内有倾角的影响措施描述正确的有；A.固定角隅棱镜9与尾座5固结在一起；B.固定角隅棱镜的锥顶安放在尾杆10的轴线离底座导轨面等高的同一平面内；C.尽可能减小固定角隅棱镜9和尾杆10在水平面内的距离d；D.可动角隅棱镜12的锥顶位于测量主轴11的轴心线上(以便符合阿贝原则)；2.2 尾座在水平面内产生摆角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制或消除它们的影响，关于采取的抑制或消除尾座在水平面内产生摆角的影响措施描述正确的有；A.固定角隅棱镜9与尾座5固结在一起；B.固定角隅棱镜的锥顶安放在尾杆10的轴线离底座导轨面等高的同一平面内；C.尽可能减小固定角隅棱镜9和尾杆10在水平面内的距离d；D.可动角隅棱镜12的锥顶位于测量主轴11的轴心线上(以便符合阿贝原则)；2.3 测量头架在水平面内产生摆角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制或消除它们的影响，关于采取的抑制或消除测量头架在水平面内产生摆角的影响措施描述正确的有；A.固定角隅棱镜9与尾座5固结在一起；B.固定角隅棱镜的锥顶安放在尾杆10的轴线离底座导轨面等高的同一平面内；C.尽可能减小固定角隅棱镜9和尾杆10在水平面内的距离d；D.可动角隅棱镜12的锥顶位于测量主轴11的轴心线上(以便符合阿贝原则)；二、填空题。

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。

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。

测控仪器设计基础习题（2011）一、 简答题：1． 简述微机内置式智能仪器的基本结构。

2． 什么是虚拟仪器？3． 键盘扫描方式常见有哪几种？画出对应方式下原理图，并说明实现方法。

4． ADC 主要技术指标有哪些？与CPU 连接有哪几种方式？ 5． DAC 主要技术指标有哪些？与CPU 连接有哪几种方式？6． 什么是波特率？RS232电平规定是什么？画出RS232异步传送格式。

7． 简述以RS-485串行接口总线组成的MCS-51的单片机的多点连接方案，画出电路简图。

8． 什么是自动校准？如何实现零点漂移的内部自动校准？如何实现倍率偏移的内部自动校准？ 9． RAM 故障常见有哪些类型？常见的测试矢量有哪些？ 10． 什么是“软件陷阱”？一般安排在程序哪些地方？ 11． 什么是“看门狗”？如何实现“喂狗”？ 二、证明计算题1．一智能仪表的量程保护电路如下图所示：①．试证明V ≈Vcc R R R Vd Vi R R R 32213//2+++式中Vd 为二极管的通压降。

②．试计算Vi 的最大输入电压是多少。

2．一智能仪表的V/I 转换电路如下图所示：①．试证明I 0=351R R R Vi⨯ 式中R2>>R5 R1=R2=100K ，R3=R4=20K 。

②．试计算在如图所示的取值，当Vi=0~5V 时，I 0范围是多少？3．一仪用放大器电路如图所示，图中：，R1=1K,R2=R3=100K,R4=R5=10K,R6=R7=100K 。

推导求电压放大倍数AV 的计算公式，并计算其值。

4．在如图示的a、b两图中，设A/D转换器的电压输入范围为0－5V，试推导Vi输入电压范围。

三、编程题：1．如图所示，某仪表外接一片A/D转换器ADC0801。

（芯片时序图略）a)编写接口子程序，转换后数据放在R7中；b)利用查询方式编程，每隔10ms刷新30H的转换数据；c)利用中断方式编程，每隔10ms刷新30H的转换数据；2．如图所示，某仪表外接一串行A/D转换器MAX1241。