测控仪器设计习题解答new

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1、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

2、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

3、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

4、、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。几何法适合于求解机构中未能列入作用方程的源误差所引起的局部误差。作用线与瞬时臂法……数学逼近法适用于难以从理论上确切地掌握仪器实际输出与输入特性的情况。2.什么是原理误差、原始误差、瞬时臂误差、作用误差？答：原理误差是由于在仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所造成的。原始误差（制造误差）是指由仪器的零件、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

5、面的制造及装调的不完善所引起的误差。瞬时臂误差……作用误差一对运动副上的一个源误差所引起的作用线上的附加位移。3.机械式测微仪的原理如图2-30所示。答：1）试分析仪器的原理误差。2）阐述仪器各个误差源。3）用作用线与瞬时臂法分析杠杆短臂误差Δa、表盘刻划半径误差Δl和表盘安装偏心e所引起的局部误差。答：（1）扇形齿轮与连杆运动关系非线性（2）原理误差，制造误差，杠杆短臂误差，表盘刻划半径误差，表盘安装偏心。（3）……4.自准直仪简化原理图如图2-31所示，用分划板上的刻尺来测量反射镜偏转角α，分划板上的刻度间隔是均匀的，求原理误差。答：……5.分析激光测径仪（见图2-6）原理误差，并

6、阐述减小原理误差的方法。答：……6.有一光学系统，其放大倍数公式为：M=y'/y=-x'/y'。已知像面的轴向位置误差Δx'=0.1mm，物高y=20mm像高为y'，像面到像方焦点间距x'=1000mm，求因此引起的仪器误差Δy？答：……7.有一摩擦盘直尺运动副（见图2-17b），其原始误差有摩擦盘直径误差ΔD，摩擦盘回转偏心e，摩擦盘转角从φ1转到φ2，求它们带来的作用误差？（ΔD=0.005mm，e=0.002mm，φ1=0，φ2=30）答：……00.0138.有一测杆在轴套孔中运动，测杆和轴套孔的公差分别为d−0.003、D0，轴套长l=30mm，测杆长l=50mm，求测杆倾斜

7、带来的误差。答：……9.采用标准砝码校准测力弹簧特性，所得测量数据如下：质量/g51015202530长度/cm7.258.128.959.9210.712.8求：1）测力弹簧特性表达式。2）绘制校正曲线。3）估计测力弹簧线性特性表达式并给出非线性误差。答：……第三章1.测控仪器的发展趋势可以概括为哪几个方面，其中高效率、高智能化指的是哪些内容？答：可将测控仪器的发展趋势概括为高精度、高效率、高可靠性及智能化、多样性与多维性。高效率指非接触测量