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天津大学07考研业务课大纲(406测控技术基础)

天津大学   2006-08-24 15:09 【 】【我要纠错

  课程编号:406   

  课程名称:测控技术基础

  一、考试的总体要求

  掌握测控技术的基础知识和基本理论,并能合理运用解决实际问题。

  二、考试的内容及比例

  (一) 测试基础(30%)

  1.测试系统

  主要内容:测试系统的组成,测试系统的数学模型及频率特性,测试装置的主要性能指标。

  基本要求:测试系统的组成及各部分的功能;测试系统的数学模型、传递函数及频率响应函数;一阶系统和二阶系统的频率特性;不失真测试系统的频率响应特性及不失真测试的条件;测试装置主要性能指标的定义及表示方法。

  2.信号及其描述

  主要内容:周期信号和非周期信号的描述,离散傅里叶变换,随机信号。

  基本要求:周期信号和矩形脉冲函数、单位脉冲函数及正、余弦函数的频谱;离散傅里叶变换;随机过程的定义和分类;随机信号的统计特性。

  3.长度及线位移测量

  主要内容:长度测量的标准量和标准环境,阿贝原则,长度尺寸的测量,形位误差的测量,表面粗糙度的测量,线位移的测量。

  基本要求:长度测量的标准量和标准环境;阿贝原则;直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量的概念;立式接触式干涉仪的测量原理;三坐标测量机测头的种类及工作原理,坐标测量数据处理的主要内容;激光衍射细丝直径的测量原理;主动测量仪的结构及工作原理,加工中测量仪和自动补调仪的特点;形位误差测量的基本概念;直线度误差的概念和评定方法及常用测量方法和仪器;表面粗糙度测量常用的仪器和评定参数;双频激光干涉仪位移测量原理。

  4.角度及角位移测量

  主要内容:角度的自然基准、实物基准和圆周封闭原则,角度尺寸的测量,圆分度误差的测量。

  基本要求:角度的自然基准、实物基准和圆周封闭原则;角度的绝对测量和相对测量方法及测量仪器;角度的坐标测量方法;正弦规角度测量原理;圆分度误差的评定指标;齿距误差的绝对测量方法;圆分度误差的相对测量方法。

  (二) 信号传感(20%)

  1.传感器的一般特性

  基本要求:传感器的定义及其组成;传感器静特性的主要技术指标。

  2.电阻式传感器

  基本要求:应变式传感器的工作原理、主要特性;压阻式传感器的工作原理、主要特性;直流电桥、交流电桥、差动电桥;温度误差及其补偿;电阻式传感器的应用。

  3.电感式传感器

  基本要求:自感式传感器的工作原理、类型与结构、主要特性;差动变压器(互感)式传感器的工作原理、类型与结构;电涡流式传感器工作原理;感应同步器的工作原理、结构、信号处理方式;各种电感式传感器的转换电路;自感式、互感式、电涡流式传感器及感应同步器的应用。

  4.电容式传感器

  基本要求:电容式传感器的工作原理、类型、主要特性;电容式传感器的转换电路、驱动电缆技术、等位环技术;电容式传感器的应用。

  5.压电式传感器

  基本要求:压电式传感器的工作原理、联接方法;等效电路、测量电路;压电式传感器的应用。

  6.光电式传感器

  基本要求:常见光源、光电器件及其工作原理或工作效应;电荷耦合器件(CCD)的工作原理;光纤传光原理及光纤传感器的原理和特点;光栅式传感器的工作原理、类型、特点;激光的特性、迈克尔逊干涉仪的工作原理、单频激光干涉仪和双频激光干涉仪的原理及特性;各种光电式传感器的应用。

  (三) 信号调理(30%)

  1.绪论

  基本要求:测控系统的组成;测控电路的输入信号和输出信号;测控电路的基本组成

  2.信号放大电路

  基本要求:自动调零放大电路、CAZ运算放大器、斩波稳零集成运算放大器三种稳零放大电路的工作原理;自举式高输入阻抗放大电路的工作原理;高共模抑制比放大电路、电桥放大电路、隔离防大电路的工作原理。

  3.信号调制解调电路

  基本要求:双边带调幅信号及其表达式和波形以及载波信号频率与调制信号频率之间的关系;几种调幅方法以及包络检波;精密检波电路作用;相敏检波电路的特点,与包络检波电路的比较;相敏检波电路的选频特性和鉴相特性;调频信号的表达式、波形;调频及鉴频方法;频率计工作原理;调相信号的表达式、波形;调相及鉴相方法;脉宽调制信号表达式、波形;脉宽调制及解调方法。

  4.信号分离电路

  基本要求:滤波器的类型及滤波器特性指标;压控电压源型滤波电路及无限增益多路反馈型滤波电路。

  5.信号运算电路

  基本要求:加减运算电路;四种特征值运算电路:绝对值电路、平均值运算电路、峰值运算电路、有效值运算电路

  6.信号转换电路

  基本要求:采样保持电路的基本原理;模拟开关;采样保持电路的实用电路;电平比较电路、滞回比较电路、窗口比较电路;加权电阻网络D/A转换器及R-2R梯形电阻网络D/A转换器;双积分式A/D、逐次逼近式A/D、并行比较式A/D的工作原理

  (四) 误差分析与数据处理(20%)

  1.误差基本概念

  主要内容:误差的定义及表示法,精度(准确度)的概念,有效数字与数据运算。

  基本要求:误差的定义及表示法,误差分类;正确度、精密度和准确度的概念;数字的舍入规则和运算规则,能按要求设置有效数字的位数。

  2.误差的基本性质与处理

  主要内容:随机误差的性质与处理方法,系统误差的性质与处理方法,粗大误差的性质与处理方法。

  基本要求:随机误差、系统误差、粗大误差的产生原因和特征;正态分布的特征和处理方法;算术平均值、单次测量的标准差、算术平均值的标准差、极限误差等概念并能正确计算;等精度及不等精度直接测量列测量结果的数据处理。

  3.误差的合成

  主要内容:函数系统误差和函数随机误差的计算,相关系数的含义,随机误差与系统误差的合成。

  基本要求:函数系统误差和函数随机误差的计算方法。

  4.测量不确定度

  主要内容:测量不确定度的概念,测量不确定度的评定,测量不确定度的合成。

  基本要求:测量不确定度的基本术语,不确定度的来源;标准不确定度的两类评定、合成标准不确定度和扩展不确定度的求取方法;正确表示测量结果的方式。

  5.线性参数的最小二乘法处理

  主要内容:最小二乘法原理,正规方程,精度估计。

  基本要求:等精度测量线性参数最小二乘法处理的正规方程、不等精度测量线性参数最小二乘法处理的正规方程及非线性参数最小二乘法处理的正规方程,并会进行精度估计。

  三、考试的题型及比例

  填空题10%,选择题10%,简答题40%,设计分析题20%,计算论述题20%。

  注:以上是大致比例,每年有所不同

  四、考试形式及时间

  考试形式为笔试,考试时间为3小时

  五、主要参考书目

  1. 施文康,余晓芬主编。 检测技术。 北京:机械工业出版社,2000.5.

  2. 强锡富主编。 传感器(第3版)。 北京:机械工业出版社,2001.5.

  3. 张国雄,金篆芷主编。 测控电路。 北京:机械工业出版社,2001.1.

  4. 费业泰主编。 误差理论与数据处理(第5版)。 北京:机械工业出版社,2005.1.

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