重庆大学测控仪器设计课程试卷
重庆大学测控仪器设计课程试卷
一、选择题：本题选项中只有一项正确，请将正确的(a)、(b)、(c)、... 填在
相应的横线上。(12分，每空4分)
1.1. 在光学度盘式圆分度测量装置中，当采用在度盘圆周上均布3个读数头的结构并取3个读数头读数值的平均值作为读数值时，则不可以消除______ 阶谐波误差对读数精度的影响。
(a) 3, 6，9，12，15，…；(b) 1，2，3，4，5，…；
(c) 1，2，4，5，7，8，10，11,…；(d) 2，4，6，8，10,…。
1.2. 相对误差有两种表示方法,关于相对误差的两种表示方法描述正确的是_____________ o
(a) 引用误差不大于额定相对误差；(b)引用误差一定小于额定相对误差；
(c)引用误差一定大于额定相对误差；(d)引用误差不小于额定相对误差。
13 单位冲击响应函数是在 _____________ 对仪器特性的描述。
(a) 时域；(b)频域；(c)复频域。
二、多选题：本题为多项选择题，仔细阅读有关内容，将正确的选项填在相应的横线
上。多选或少选均视为解答不正确。(4分、26分)
2.1. ______________________________________ 图1为激光干涉系统的误差自动补偿式光路布局(LC为参考光路的光程，Lm为测量光路的初始光程)，下面描述正确的是
(a) 当LmvLC时测量镜向左移动；
(b) 当Lm>LC时测量镜向右移动；
(c) 误差能相互补偿式光路布局对提高仪器精度有利；
(d) 当Lm>LC时测量镜向左移动；
(e) 当LmvLC时测量镜向右移动.
2.2. 一米激光测长机的原理如图2所示，根据要求做出选择：(26分)
2.2.1针对一米激光测长机标准量系统描述正确的有 __________ ； (3分)
(a) 激光干涉系统；
(b) 增量码标准量系统；
(c) 绝对码标准量系统；
(d) 数字式标准量系统；
(e) 模拟式标准量系统。
2.2.2用该仪器进行测量时必须先对零，描述正确的有 ___________ ； (3分)
(a) 主要为了消除测量误差；
(b) 主要为了确定相对零位基准；
(c) 主要是因为使用了增量码标准量系统；
(d) 主要是因为一种操作习惯；
(e) 测量时可以省去先对零这一步骤。
2.2.3尾座因底座变形在垂直平面内有倾角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制或消 除它们的影响。关于米取的抑制或消除尾座因底座变形在垂直平面内有倾角的影响措施及米 取措施前后引起的测量误差描述正确的有 _______________________ ； (5分)
(a) 固定角隅棱镜9与尾座5固结在一起；
(b) 固定角隅棱镜的锥顶安放在尾杆10的轴线离底座导轨面等高的同一平面内；
(c) 尽可能减小固定角隅棱镜9和尾杆10在水平面内的距离d ；
(d) 可动角隅棱镜12的锥顶位于测量主轴11的轴心线上(以便符合阿贝原则)；
(e) 只要采取合理的措施，可以消除该项误差的影响；
(f) 该项误差属于阿贝误差，只可以尽可能减小，不可消除；
(g) 只要采取合理措施，误差为二次微小误差，可以忽略。 「R 一
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224尾座在水平面内产生摆角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制或消除它们的影响，关于米取的抑制或消除尾座在水平面内产生摆角的影响措施及米取措施前后引起的测量误差描述正确的有__________________ ;（5分）
选项同题223。
2.2.5测量头架因底座变形在垂直平面内有倾角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制
或消除它们的影响。关于采取的抑制或消除测量头架因底座变形在垂直平面内有倾角的影响
措施及采取措施前后引起的测量误差描述正确的有________________ ;（5分）
选项同题223。
2.2.6测量头架在水平面内产生摆角会引起仪器误差，总体设计时应采取措施抑制或消除它们
的影响，关于采取的抑制或消除测量头架在水平面内产生摆角的影响措施及采取措施前后引
起的测量误差描述正确的有____________ ; （5分）
选项同题223。
图2. 一米激光测长机的原理
1 一底座2一干涉仪箱体3一测量头架4 一工作台5 一尾座6一电动机与变速箱7一闭合钢带8一电磁离合器9 一固定角隅棱镜10一尾杆11 一测量主轴1
2 一可动角隅
棱镜13 一激光器14 一分光镜
三、简述题：图3为双频激光干涉仪的组成及原理。回答下列问题：（15分）
3.1. 指出各组成单元的名称及功能（5分）
3.2?说明双频激光干涉仪的工作原理（5分）
3.3. 比较与迈克尔逊激光干涉仪的区别（5分）
I ___ 辭调卜一|计数与显示
图3.双频激光干涉仪
四、如图4所示示意了在直线导轨上传感器的两种安装方式： A.外侧安装方
式（Outboard sensor location） B 内侧安装方式（Inboard sensor
location）回答下列问题：（14分）
4.1. 如果该导轨构成了某长度测量仪器，而且被测工件安装在导轨滑板的最右边。当导轨的
滑板在运动过程中产生与导向方向成二的倾角（如图4（b））时，分别分析传感器的两种安装方式引起的测量误差；（8分）
4.2. 结合4.1的结论说明传感器的两种安装方式的优缺点。（6分）
五、分析与设计：如图5所示示意了激光扫描测径仪的工作原理。根据图5回答下列
问题：（29分）
4.1. 详细说明激光扫描测径仪的工作原理（6分）
4.2. 分析激光扫描测径仪的原理误差（7分）
4.3. 如何基于激光扫描的原理实现大直径的测量，给出原理示意图及相应文字描述（4分）
4.4?基于图5所示的激光扫描测径仪的原理设计其测控系统电路，要求给出详细电路原理示意图及相应文字描述（12分）
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(a)直线导轨上传感器的两种安装方式
(b)示意图
图4.传感器的安装及其优缺点
图5.激光扫描测径仪的工作原理
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