测控仪器设计期末复习
测控仪器设计复习题
第二章误差特性：客观存在性、不确定性、未知性。
分类：按误差的数学特征：随机误差、系统误差、粗大误差；按被测参数的时间特性：静态参数误差、动态参数误差；按误差间的关系：独立误差：相关系数为“零”、非独立误差：相关系数非“零”。
来源：设计、生产、使用，生产中误差有原理误差、制造误差、运行误差。
原理误差：近似数据处理方法、机械结构、测量与控制电路（1）采用近似的理论和原理进行设计是为了简化设计、简化制造工艺、简化算法和降低成本。
（2）原理误差属于系统误差，使仪器的准确度下降，应该设法减小或消除。
（3）减小的方法：•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。
•研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。
•采用误差补偿措施。
制造误差：产生于制造、支配以及调整中的不完善所引起的误差。
主要由仪器的零件、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。
运行误差：仪器在使用过程中所产生的误差。
如力变形误差、磨损和间隙造成的误差，温度变形引起的误差，材料的内摩擦所引起的弹性滞后和弹性后效，以及振动和干扰等。
仪器误差分析目的：正确地选择仪器设计方案；合理地确定结构和技术参数；为设置误差补偿环节提供依据。
任务：寻找影响仪器精度的误差根源及其规律；计算误差及其对仪器总精度的影响程度；过程：寻找仪器源误差：分析计算局部误差是各个源误差对仪器精度的影响，这种影响可以用误差影响系数与该源误差的乘积来表示；精度综合根据各个源误差对仪器精度影响估计仪器的总误差，并判断仪器总误差是否满足精度设计所要求的数值。
如果满足，则表明精度设计成功；否则，对精度分配方案进行适当调整或改变设计方案或结构后，重新进行精度综合。
误差独立作用原理：除仪器输入以外，另有影响仪器输出的因素，假设某一因素的变动（源误差）使仪器产生一个附加输出，称为局部误差。
影响系数是仪器结构和特征参数的函数；一个源误差只产生一个局部误差，而与其它源误差无关；仪器总误差是局部误差的综合。
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。
测控仪器设计复习题
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（第2版）复习重点及答案
测控仪器设计（第2版）复习重点及答案测控仪器设计（第2版）复习重点及答案一、测控仪器设计概论1.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.按功能将仪器分：①基准部件；作用：测控仪器中的标准量是测量的基准；②传感器与感受转换部件；作用：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；作用：提供进一步加工处理和显示的信号；④瞄准部件；作用：确定被测量的位置（或零位）；⑤信息处理与运算装置；作用：主要用于数据加工、处理、运算和校正等；⑥显示部件；作用：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；作用：用来驱动测控系统中的运动部件；⑧机械结构部件；作用：用于对被测件、标准器、传感器的定位、支撑和运动。
3.1示值范围：极限示值界限内的一组数。
3.2测量范围：测量仪器误差允许范围内的被测量值。
4.1敏感度：测量仪器响应的变化除以对应的激励的变化。
S=ΔY/ΔX。
是仪器对被测量变化的反映能力。
4.2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，这种激励变化应是缓慢而单调地进行。
4.3分辨力：显示装置能有效辨别的最小示值。
指仪器显示的最末一位数字间隔代表的被测量值。
4.4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。
4.5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，也称为内插误差。
4.6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。
二、仪器精度理论1.1 测量误差：对某物理量进行测量，所测得的数值Xi与其真值Xo之间的差。
误差的大小反映了测得值对于真值的偏离程度。
1.2 理论真值：它是设计时给定的或是用数学、物理公式计算出的给定值。
1.3 约定真值：对于给定目的具有适当不确定度并赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。
《测控仪器设计基础》复习资料 (2)精选全文
《测控仪器设计基础》复习资料一、简答题：1、简述微机内置式智能仪器的基本结构。
将单个或者多个微处理器安装在仪器内部，与其他电子元件有机地结合在一起2．什么是虚拟仪器？虚拟仪器就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。
使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。
3．简述键抖动现象，说明软件去抖处理方法。
键触点的闭合或者断开瞬间，由于触点的弹性作用，键按下和键松开时会产生短暂的抖动现象，一般为5ms~10ms，可能令cpu误解为多次按键操作而引起误处理。
软件去抖动采用软件延时5~10ms的办法来消除抖动的影响。
当单片机检测到有键按下后，先延时5~10ms，再检测按键的状态，若任是按下的状态，则认为真的有键按下。
当需要检测到键释放时，也做同样处理。
4．键盘处理步骤有哪些？简述键盘工作方式有哪些？处理步骤：监视有无键按下:有则下一步，无则等待或转做其他工作。
判断哪个键按下：识别俺家的是那个键并确定具体按键的键码。
实现按键的功能：单义键情况下，CPU只需要根据键码执行相应的键盘处理程序，多义键情况下，应根据键码和具体键序执行相应的键盘处理程序。
工作方式：编程扫描方式：一个工作周期内，CPU在执行其他任务的空闲时间调用键盘扫描子程序反复扫描键盘，以响应用户从键盘中输入的命令和数据。
在运行其他程序时候不响应按键输入，则可能会有漏检的情况。
定时扫描方式：每隔一定时间扫描一次键盘，一般使用定时器中断请求对键扫描。
中断扫描方式：只有有键按下时才向CPU申请中断，在中断中进行键扫描获取键码并执行相应的键处理程序5．ADC 主要技术指标有哪些？在选用ADC 之前，设计者应首先要考虑哪些问题？1、精度2、转换时间3分辨率=1/2^N*满刻度值N位的ADC 4、电源灵敏度考虑问题：a、模拟输入电压的量程多大？能测量的最小信号时多少？b、线性误差是多少？c、每完成一次转换需要多少时间？d、电源对转换精度有什么影响？e、对输入信号有什么要求？是否需要预处理？6．DAC 主要技术性能有哪些？与CPU 连接有哪几种方式？主要技术性能：1、转换准确度2、分辨率3线性度4微分非线性5稳定时间（建立时间）6 温度系数接口：1单缓冲方式2双缓冲方式3 直通方式7．什么是波特率？RS232 电平规定是什么？画出RS232 异步传送格式。
测控仪器设计复习题
测控仪器设计复习题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
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。
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1、测控仪器的概念是什么？
2、现代测控仪器技术包含哪些内容？
3、测控仪器由哪几部分组成？各部分功能是什么？
4、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；示值范围与测量范围；灵敏度与鉴别力（灵敏阀）；仪器的准确度，示值误差，重复性误差；视差，估读误差，读数误差。
5、对测控仪器的设计要求有哪些？及其设计程序？
6、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？
7、什么是原理误差，原始误差，瞬时臂误差，作用误差？
8、误差的分类及表示方法
9、误差的来源与性质
10、测控仪器的发展趋势可以概括为那几个方面，其中高效率，高智能化的是指那些内容？
11、归纳测控仪器的设计流程
12、测量仪器设计的六项基本原则是什么？
13、测量仪器设计的基本原理有哪些？
14、阿贝误差产生的本质原因是什么？分析三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均能遵守阿贝原理
15、举例说明减小阿贝误差的方法
16、丝杆动态测量仪对环境变化产生的测量误差进行补偿的先决条件是什么？
17、综合补偿的优点是什么？试举例说明。