哈工大威海11-12年度测控仪器设计考试题
测控技术与仪器基础知识单选题100道及答案解析
测控技术与仪器基础知识单选题100道及答案解析1. 以下哪个不是测控系统的基本组成部分？（）A. 传感器B. 控制器C. 执行器D. 电源答案：D解析：测控系统基本组成部分通常包括传感器、控制器和执行器，电源虽然重要，但不属于基本组成部分。
2. 传感器的主要作用是（）A. 数据处理B. 信号转换C. 系统控制D. 能源供应答案：B解析：传感器是将被测量转换为电信号或其他便于处理和传输的信号。
3. 以下哪种传感器可用于测量温度？（）A. 电容传感器B. 电感传感器C. 热电偶传感器D. 压电传感器答案：C解析：热电偶传感器常用于温度测量。
4. 精度是测量仪器的重要指标，它表示（）A. 测量值与真实值的接近程度B. 测量的重复性C. 测量的稳定性D. 测量的快速性答案：A解析：精度反映测量值与真实值的接近程度。
5. 分辨率是指（）A. 仪器能检测到的最小输入变化量B. 仪器测量的范围C. 仪器输出的稳定性D. 仪器的可靠性答案：A解析：分辨率指仪器能检测到的最小输入变化量。
6. 以下哪种误差可以通过多次测量取平均值来减小？（）A. 系统误差B. 随机误差C. 粗大误差D. 绝对误差答案：B解析：随机误差具有随机性，多次测量取平均值可减小。
7. 数字信号处理中，抽样定理的作用是（）A. 保证信号不失真B. 提高信号传输效率C. 降低信号噪声D. 压缩信号数据量答案：A解析：抽样定理是保证模拟信号数字化时不失真的重要依据。
8. 在控制系统中，PID 控制器中的“P”代表（）A. 比例B. 积分C. 微分D. 前馈答案：A解析：“P”代表比例控制作用。
9. 以下哪种控制方式属于闭环控制？（）A. 按时间顺序控制B. 定值控制C. 程序控制D. 随动控制答案：D解析：随动控制是根据输入的变化来调整输出，属于闭环控制。
10. 测量放大器的主要作用是（）A. 放大微弱信号B. 提高测量精度C. 抑制噪声D. 以上都是答案：D解析：测量放大器具有放大微弱信号、提高测量精度和抑制噪声等作用。
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。
哈工大测量学考试题及答案
哈工大测量学考试题及答案1. 大地水准面是指( ) [单选题] *A) 平均静止的海水面向陆地内部沿延伸形成的封闭曲面。
(正确答案)B) 平均静止的海平面。
C) 一个处处与铅垂线正交的曲面。
D) 静止的液体表面。
2. 测量工作野外测量的基准线和基准面是( ) [单选题] *A) 大地水准面和铅垂线B) 水准面和铅垂线(正确答案)C) 大地水准面和法线D) 参考椭球面和铅垂线3. 椭球定位是指( ) [单选题] *A) 确定地球椭球大小的过程。
B) 确定地球椭球与大地水准面相关位置的过程。
(正确答案)C) 确定地球椭球空间位置的过程。
D) 以上说法都不正确。
4. 参考椭球面是( ) [单选题] *A) 形状大小确定且经过椭球定位的地球椭球的表面。
(正确答案)B) 形状大小与大地体相当的椭圆绕短轴旋转一周所得的椭球面。
C) 野外测量的基准面D) 处处与铅垂线正交的面5. 测量计算的基准面和基准线是( ) [单选题] *A) 水准面和铅垂线B) 大地水准面和法线C) 参考椭球面和法线(正确答案)D) 参考椭球面和铅垂线6. 1985年国家高程基准是我国根据1952年—1979年在黄海的验潮资料确定的黄海平均海水面的高度作为全国高程的起算面,由该起算面确定的高程系统称为1985年国家高程基准,我国青岛水准原点在该高程系中的高程为( ) [单选题] *A) 72.289B) 72.260(正确答案)C) 0.000D) 100.0007、已知某直线的象限角为西南30度，则其坐标方位角为（）。
[单选题] *A、30度B、330度C、150度D、210度(正确答案)8 某点位于东经123°54′,则该点所在的6°带的带号和中央子午线分别是( ) [单选题] *A) 21,123(正确答案)B) 20,117C) 19,111D) 21,1259. 高差是( ) [单选题] *A) 两点高程之差。
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。
(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。
第3章《测控仪器设计》2013（哈工大）
第三章测控仪器总体设计总体设计是战略性的、方向性的、全局性具体是指在进行仪器具体设计以前，从仪器自身的功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面的设想和规划。
仪器总体设计的最终评估，是以其所能达到的经济指标与技术指标来衡量，精度与可靠性指标是测控仪器设计的核心问题。
总体设计要考虑哪些主要问题？总体设计要考虑的主要问题有：1.设计任务分析2.创新性构思（所能达到的新功能，所实现的新方法，所反映出的新技术，新理论等）3.测控仪器若干设计原则的考虑4.测控仪器若干设计原理的斟酌5.测控仪器工作原理的选择和系统设计6.测控系统主要结构参数与技术指标的确定7.仪器总体的造型规划第一节设计任务分析与创新性设计一、设计任务分析了解被测控参数的特点了解测控参数载体(测控对象)的特点了解仪器的使用条件了解仪器的功能要求了解仪器国内外同类产品或相关产品的类型、原理、技术水平及特点了解加工工艺水平及关键元器件销售情况二、创新点的构思CCD摄像机采集被测刀具图像，将刀尖到影屏上，采用目视测量时，计算机影屏上的十字线自动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。
第二节测控仪器设计原则一、阿贝原则（Abbe law）及其扩展对线值尺寸测量仪器所提出指导性原则表述：为使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。
或者说，被测零件的尺寸线和仪器的基准线（刻线尺）应顺序排成一条直线。
仪器，应符合图3-1所示的安排。
仪器的标准刻线尺与被测件的直径共线。
举例说明阿贝原则图3—1 遵守阿贝原则的测量1-导轨2-指示器3-标准线纹尺4-被测件5-工作台导轨间隙造成运动中的摆角，由于标准刻线尺与被测件的直径不共线而带来测量误差误差和倾角φ成一次方关系，习惯上称为一次误差用千分尺测量工件的直径。
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哈尔滨工业大学（威海）2011 -2012年春季学期
《仪器设计理论》试题
题号一二三四五六七八九十十一十二附加题总分
分数
一、填空：（14分，每空0.5分）
1、对测控仪器设计的要求有( )、( )、( )、
( )、( )、( )。
2、（）、（）、（）是在设计仪器
的导轨时需要遵守的设计原理和原则。
3、按测控仪器的误差来源可分为（）、（）、（）三种。
4、相对误差是（）与（）的比值。
5、误差独立作用原理的表述为：一个源误差仅使仪器产生一定的局部误差，局部误差是其源
误差的（），与（）源误差无关。
6、作用线是一对运动副之间（）的方向线。
7、一个完整的测控仪器的电路系统应由( )、
( )、( )三大部分组成。
8、真值主要有（）、（）、（）三种。
9、正确度是（）大小的反映。
10、示值误差越小，表明仪器的（）越高。
11、仪器误差是指仪器（）的误差。
12、仪器精度指标的确定有（）、（）两种方法。
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试题：《仪器设计理论》班号：姓名：
二、解释下列名词术语（8分）
1、重复性误差
2、灵敏度：
3、原理误差：
4、作用误差：
三、简述题（共12 分）
1、基座与支承件结构设计时应注意哪些问题？
2、误差平均原理的含义是什么？
3、花岗（岩）石仪器底座有何特点？
4、仪器误差分析有哪些方法？各适用于什么场合？
四、左图所示的四个仪器是否符合阿贝原
则（8分）
（a）：
（b）：
（c）：
（d）：
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试题：《仪器设计理论》班号：姓名：
五、什么是原理误差？减少它有哪些办法？（6分）
六、如由于某种原因造成所设计的仪器不能符合阿贝原则时，一般应从何处着手去减小阿贝误差？请举例说明。
（8分）
第4 页（共8页）试题：《仪器设计理论》班号：姓名：
七、（8分）1）比较滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、静压导轨的优劣；
2）简述空气静压导轨的工作原理。
八、（8分）1）什么是主轴回转精度？有哪些误差运动？2）造成主轴回转误差的主要原因是什么？3）如何评定主轴系统回转误差？
第5 页（共8页）试题：《仪器设计理论》班号：姓名：
九、（6分）1）柔性铰链有何特点？2）举例说明微位移机构的工作原理。
十、在设计激光干涉测长仪时应解决哪几个主要问题？（6分）
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十一、用微分法求出接触式光学球径仪(测环为刀口式，如图所示)的测量环半径误差对球
径仪测量球半径尺寸的影响，计算其误差影响方程式。
设被测半球半径为R，测环半径r、弦高h。
（8分）
十二、有一摩擦盘直线运动副，其原始误差有：摩擦盘直径误差△D = 0.004mm，摩擦盘回转偏心e = 0.003mm，摩擦盘转角为0°～30°，求它们所带来的作用误差？（8分）
第7 页（共8页）试题：《仪器设计理论》班号：姓名：
附加题：（作对了加分，不做或做错不扣分）（10分）
用微分法分析并求出杠杆百分表的仪器误差。
其中：S 为测量端输入量；t 为表针指示值；L 为表针的长度；R 、r 分别为扇形齿轮和小齿轮的半径。
`
第8页 （共8页）
a
φ
S
R
r
L α
t。