精密仪器习题库.doc

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1、第一章1、仪器的类型有几种？测量仪器、控制仪器、计算仪器2、从计量测试仪器可分为几种？（1)几何量计量仪器2）热工量计量仪器3)机械量计量仪器（4)时间频率计量仪器（5)电磁计量仪器6)无线电参数测量仪器7)光学与声学参数测量仪器8)电离辐射计量仪器3、按仪器中各部件的功能，仪器由以下几个基本部分组成？1基准部件2传感器与感受转换部件3放大部件4瞄准部件5信息处理与运算装置6显示部件7驱动控制器部件8机械结构部件4、对精密仪器的设计要求有哪些？(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、仪器设计的基本原则有哪些？一、

2、阿贝(Abbe)原则及其扩展、二、变形最小原则及减小变形影响的措施、三、测量链最短原则、四、基面合一原则、五、精度匹配原则、六、经济原则2、基面合一原则要求三个基面合一这三个基面分别是？设计基面、工艺基面、装配基面。3、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阿贝原则定义：为使量仪能给出正确的测量结果,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。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导轨间隙造成运动中的摆角由

3、于标准刻线尺与被测件的直径共线误差微小到可以忽略不计图3-3所示的三坐标测量机，或其它有线值测量系统的仪器。很难作到使各个坐标方向或一个坐标方向上的各个平面内均能遵守阿贝原则。如图3-3所示的三坐标测量机，其测量点的轨迹是测头1的行程所构成的尺寸线，而仪器读数线分别在图示的X、Y与Z直线位置处，显然，在图示情况下测量时，X与Y坐标方向均不遵守阿贝原则。其中图3-3a)为XZ平面，测头1在该平面内的行程所构成的尺寸线与Z方向读数线共线，但与X方向读数线相距为L，在该平面内不符合阿贝原则。其中图3-3b)为YZ平面，测头1在该平面内的行程所构成的尺寸线与Z方向读数线共线，但与Y方向

4、读数线相距为L，在该平面内不符合阿贝原则。4.举例说明应采取何种技术措施减少阿贝误差。5.设计者从哪些方面考虑才能实现最小变形的原则？第三章1、说明分析仪器误差的微分法、几何法、作用线与瞬时臂法各适用在什么情况下，为什么？微分法若能列出仪器全部或局部的作用方程，那么，当源误差为各特性或结构参数误差时，可以用对作用原理方程求全微分的方法来求各源误差对仪器精度的影响。微分法的优点是具有简单快速，但其局限性在于对于不能列入仪器作用方程的源误差，不能用微分法求其对仪器精度产生的影响，例如仪器中经常遇到的测杆间隙、度盘的安装偏心等，因为此类源误差通常产生于装配调整环节，与仪器作用方程无关

5、。几何法能画出机构某一瞬时作用原理图，按比例放大地画出源误差与局部误差之间的关系，依据其中的几何关系写出局部误差表达式。几何法的优点是简单、直观，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，但在应用于分析复杂机构运行误差时较为困难。作用线与瞬时臂法基于机构传递位移的机理来研究源误差在机构传递位移的过程中如何传递到输出。因此，作用线与瞬时臂法首先要研究的是机构传递位移的规律2、误差的来源与性质原理误差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引起的误差。它只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关。（1采用近似的理论和原理进行设计是为了

6、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）方法：1.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2.研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。3.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。（一）

7、力变形误差（二）测量力（三）应力变形（四）磨损（五）间隙与空程（六）温度（七）振动与干扰（八）干扰与环境波动引起的误差3、误差的特点有：误差是客观存在的、误差是不确定的、误差真值未知。4、按误差的数学特征，误差可分为随机误差、系统误差和粗大误差5、仪器动态精度指标有哪些？动态偏移误差、动态重复性误差、频率响应精度6、一个液体温度计的工作原理是利用腔内液体的热膨胀效应，使液柱随温度变化而上升或下降。请写出它的系统方程的K和τ的表达式和推导过程（假设温度在空间内分布均匀）其中x0：液柱离参考位置