1、承諾：我將嚴格遵守考場紀律，知道考試違紀、作弊的嚴重性，還知道請他人代考或代他人考者將被開除學籍和因作弊受到記過及以上處分將不授予學士學位，愿承擔由此引起的一切后果。專業 班級 學號 學生簽名： 華東交通大學20032004學年第二學期考試卷試卷編號：（A ）卷 測控儀器設計 課程 課程類別：必閉卷 考試日期： 題號一二三四五六七八九十總分累分人簽名題分100得分考生注意事項：1、請考生將答案填寫在答題紙上。2、本試卷共 6頁，總分100分，考試時間120分鐘。3、考試結束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考廠一、填空題1.儀器誤差的來源有 、 和運行誤差。2、動態偏移誤差和動態重復性誤差

2、在時域表征動態測量儀器的 和 響應精度，分別代表了動態儀器響應的 和 。3.表征測量結果穩定地接近真值的程度的是 4.測控儀器的設計六大原則是 、 、測量鏈最短原則、坐標系基準統一原則、精度匹配原則、經濟原則。5.溫度的變化可能引起電器參數的改變及儀器特性的改變，引起 和 。6.在設計中，采用包括補償 、 環節等技術措施，則往往能在提高儀器精度和改善儀器性能方面收到良好的效果。7.造型設計中常用的幾何形狀的尺寸比例： 、均方根比例 、 和中間值比例。8.標準量的細分方法有 、 。9、儀器中的支承件包括基座、立柱、機柜、機箱等。它起著聯接和支承儀器的機、光、電等各部分零件和部件的作用，其結構特點

3、結構尺寸較大， 結構比較復雜。 10、導軌是穩定和靈活傳遞直線運動的部件，起著確保運動精度及部件間相互位置精度的作用。其由運動導軌（動導軌）和支承導軌（靜導軌）組成。11、導軌種類很多，按照導軌面之間的摩擦性質可分為：滑動摩擦導軌 、 滾動導軌、靜壓導軌、 彈性摩擦導軌 。 12、在微位移機構中，微工作臺的驅動方法有 。13、測控儀器中的光電系統的組成 14、光電系統的設計主要是研究 中的核心技術的設計問題。 15、直接檢測系統： 相干檢測系統： 16、在光電系統設計時，針對所設計的光電系統的特點，遵守一些重要的設計原則 。17、光電系統的核心是光學變換與光電變換，因而光電系統的光學部分與電子

4、部分的匹配是十分重要的。這些匹配包括 、 。匹配的核心是如何正常選擇光電檢測器件。 18、照明的種類 、 、 、。19. 光電系統中的光學部分與電子部分的匹配十分重要，這些匹配包括光譜匹配、 、 。二、簡答1、名詞術語解釋：靈敏度與鑒別力；示值范圍與測量范圍；估讀誤差與讀數誤差；分度值與分辨力2、測控儀器由哪幾部分組成，各部分的功能是什么？3、什么是阿貝原則？舉例說明在儀器設計的過程中如何減少阿貝誤差？4、試述同步比較測量原理的指導思想是什么？5、在導軌的設計過程應重點考慮哪些問題？爬行現象的產生原因及其預防措施是什么？6、何謂導向精度？導軌設計有哪些要求？舉出四種導軌組合，并說明其特點。7、

5、基座與支承件的基本要求是什么？8、什么是主軸的回轉精度？主軸系統設計的基本要求是什么？9、提高主軸系統的剛度有幾種方法？10、氣體靜壓導軌有哪些類型？各有何特點？11、什么是微位移技術？柔性鉸鏈有何特點？12、采用柔性鉸鏈的微動工作臺與其它方案相比有何優點？13、微驅動技術有哪些方法？14、試述壓電效應和電致伸縮效應在機理上有何不同？ 12、試總結各種微位移機構的原理及特點。15、光電距離檢測有哪些方法？他們的測距原理有何不同？16、照明系統的設計應滿足下列要求：17、照明的種類？三、判斷1、儀器的精度指標中，示值誤差和示值重復性誤差的大小代表了儀器正確度和精密度的高低；而動態偏移誤差和動態重

6、復性誤差分別代表了動態儀器響應的準確度和精密度。（ ）2、造成儀器誤差的原因是多方面的，根據產生的階段分為：原理誤差、制造誤差和運行誤差，從數學特性征上看，原理誤差多為系統誤差、而制造誤差和運行誤差多為隨機誤差，因此原理誤差的存在會使儀器的準確度下降，制造誤差和運行誤差的存在會使儀器的精密度下降。（ ）3、根據誤差獨立作用原理:一個誤差源僅使儀器產生一定的局部誤差,局部誤差是其源誤差的線性函數，與其他源誤差無關，儀器總誤差是局部誤差的綜合，但是，在計算源誤差所造成的儀器誤差的過程中還應考慮各個源誤差對儀器精度影響的相關性。（ ）4、在進行誤差分配的過程中，若系統誤差小于或接近于儀器的總的允許誤

7、差的1/3，則初步認為所分配的系統誤差是合理的。（ ）5、應用變形最小原則進行儀器的設計時，較有效的方法是采用補償方法和結構設計方法來減小變形的影響。（ ）6、在光學度盤式圓分度測量裝置中，當度盤采用在圓周均布兩個讀數頭的結構，取兩個讀數頭的平均讀數值作為讀數結果時，可消除奇次諧波誤差，由于安裝偏心引起的誤差為一次誤差，故在讀數的過程中可以消除安裝偏心誤差。（ ）7、滾動和滑動導軌相比較而言，其磨損小，但抗振性差，接觸應力大。（ ）8、斐索平面干涉儀的設計中，測量光束與參考光束基本上處于同一環境中，溫度變化和外界振動的影響對兩束光基本上相同，因而遵守了共光路原則。（ ）四、計算1、機械式測微儀

8、的原理如圖1所示，試分析儀器的原理誤差？2、投影儀光路如圖所示，光源發出的光線經聚光鏡會聚，均勻照明不透明的被測物，經投影物鏡放大成像，被測物體成像在屏上，如果由于投影儀機體加工有誤差，使屏到象方焦點的距離安裝有誤差，試求： (1)用圖解法求測量工件尺寸y的誤差。 (2)如果100mm，工件y20mm，0.1mm時，測量誤差差值為多少?被測工件yyx'物鏡屏 3、用微分法求出接觸式光學球徑儀的測量環半徑誤差對球徑儀測量球半徑尺寸精度的影響：(1)測環為刀口式(a)；(2)測環為半徑為a的鋼球(b)。設被測半球半徑為R，測環半徑r、弦高h，測環上鋼球的半徑a。4、PMN材料，b=2mm，

9、圓片10片疊加，U=2.9KV, M=0.31×10-16m2v2,則總的位移量5、壓電堆的計算6、課后作業習題第三章 1、阿貝誤差產生的本質原因是什么？結合圖3-3分析坐標測量機測量某一工件時，哪個坐標方向上的各個平面內能遵守阿貝原則。答：1）標尺與被測量一條線；2）如無法做到則確保導軌沒有角運動；3）或應跟蹤測量，算出導軌偏移加以補償。 圖3-3 a) 2、結合書中圖3-9分析為何當滑塊繞o點為圓心發生擺動時，測端處于A的位置可以補償阿貝誤差，而處于A1或A2兩個位置均不能補償阿貝誤差。答：當Z軸滑塊的瞬間擺動點為O時，只有當平直度測量的工作點設在A位置時，由于導軌誤差引入的測量誤差， 為輔助測量頭感受到的導軌擺動帶來的誤差。而 ， ，均不能有效補償導軌誤差。3、為什么在高精度的圓分度測量設計裝置中，在度盤的對徑方向上安裝兩個讀書頭，這一布局可以消除讀數誤差中哪些次諧波誤差？為什么？4、萬能工具顯微鏡的光學靈敏杠桿的杠桿比是如何確定的？測控儀器設計考試重點：1、測控儀器設計原則2、直接檢測系統與相干檢測系統的區別與聯系3、光電系統的設計原則4、光電直接檢測系統的組成5、主軸系統