2025年大学大三（精密仪器）测控技术与仪器试题及答案

2025年大学大三（精密仪器）测控技术与仪器试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）请将答案填在每题后面的括号内。每题3分，共10题。1.以下哪种传感器不属于精密仪器中常用的位移传感器？（）A.光栅尺B.磁电式传感器C.容栅传感器D.激光干涉仪2.关于精密仪器的精度，下列说法正确的是（）A.精度越高越好，没有上限B.精度是指测量结果与真值的接近程度C.精度只与仪器的制造工艺有关D.精度与测量环境无关3.测量控制系统中，反馈环节的主要作用是（）A.提高系统的稳定性B.增加系统的响应速度C.使系统输出跟随输入变化D.减小系统的误差4.以下关于数据采集系统的说法，错误的是（）A.数据采集系统包括传感器、信号调理电路、数据采集卡等部分B.数据采集卡的采样频率越高，采集精度越高C.信号调理电路的作用是将传感器输出的信号进行放大、滤波等处理D.数据采集系统只能采集模拟信号5.精密仪器中常用的温度传感器是（）A.热电偶B.应变片C.霍尔元件D.光电传感器6.对于一个测量系统，其静态特性不包括（）A.线性度B.灵敏度C.响应时间D.重复性7.以下哪种滤波方法适用于去除周期性干扰信号？（）A.低通滤波B.高通滤波C.带通滤波D.带阻滤波8.关于微机电系统（MEMS）在精密仪器中的应用，下列说法错误的是（）A.MEMS传感器具有体积小、功耗低等优点B.MEMS技术可以实现多种功能的集成C.MEMS器件的精度不如传统精密仪器部件D.MEMS在惯性测量等领域有广泛应用9.测量不确定度评定时，以下哪种不确定度来源不属于A类评定？（）A.多次测量的重复性B.测量仪器的校准误差C.环境条件的变化D.测量方法的不完善10.精密仪器的自动化程度主要取决于（）A.操作人员的技能水平B.控制系统的设计C.仪器的外观设计D.仪器的价格第II卷（非选择题共70分）11.（本题10分）简述精密仪器中常用的误差补偿方法及其原理。12.（本题15分）说明激光干涉仪在精密测量中的应用及测量原理。13.（本题15分）某精密仪器的测量系统由传感器、放大器、数据采集卡和计算机组成。已知传感器的灵敏度为2mV/mm，放大器的增益为50，数据采集卡的分辨率为12位，满量程输入电压为10V。当测量一个位移量时，计算机采集到的数据为1024。求该位移量的实际值。14.（本题20分）材料：在精密仪器制造中，随着科技的发展，对仪器的精度要求越来越高。某企业生产的一款精密测量仪器，在实际使用过程中发现测量结果存在一定的偏差。经过分析，发现偏差主要来源于温度变化对仪器某些部件的影响。问题：请分析温度变化对精密仪器测量精度产生影响的原因，并提出至少两种减小温度影响的措施。15.（本题20分）材料：在现代精密仪器领域，智能化是发展趋势。某新型精密仪器采用了先进的数据处理算法和智能控制技术。通过传感器实时采集各种物理量数据，然后利用算法进行分析处理，实现对仪器工作状态的智能监测和调整。问题：请阐述智能化在精密仪器中的重要意义，并举例说明智能控制技术如何提高仪器的性能和可靠性。答案：1.B2.B3.D4.D5.A6.C7.D8.C9.B10.B11.常用误差补偿方法及原理：①软件补偿：通过在测量软件中建立误差模型，对测量结果进行修正。原理是利用已知的误差规律，在数据处理阶段消除误差影响。②硬件补偿：采用机械结构或电子电路来补偿误差。如利用弹性元件的变形来补偿温度误差，通过电路调整来补偿系统的增益误差等。12.激光干涉仪在精密测量中的应用：可用于测量长度、角度、平整度等。测量原理：激光束经分光镜分成两束，一束经反射镜反射后作为参考光束，另一束经被测物体反射后作为测量光束，两束光在探测器处发生干涉，根据干涉条纹的变化来测量物体的位移或长度变化等参数。13.数据采集卡满量程时对应的位移量：10V/(2mV/mm×50)=100mm。12位数据采集卡的量化单位为：10V/2^12=2.44mV。采集到的数据1024对应的电压为：1024×2.44mV=2.49856V。则实际位移量为：2.49856V/(2mV/mm×50)=24.9856mm。14.温度变化影响精密仪器测量精度的原因：温度变化会使仪器部件热胀冷缩，导致尺寸改变，从而影响测量精度；还可能使材料的物理性能如电阻、电容等发生变化，影响传感器和电路的性能。减小温度影响的措施：采用温度补偿元件，如热敏电阻等对温度变化进行监测和补偿；对仪器进行恒温控制，保持环境温度稳定。15.智能化在精密仪器中的重要意义：提高测量精度和可靠性，实