天津大学806测控技术基础2022年大纲

天津大学806测控技术基础2023年大纲

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

考试内容分为 A、B 两个模块，考生可任选其中一个模块。A 模块为精密测量理论与技术基础，B 模块为传感技术与测控电路。

（一）A 模块：精密测量理论与技术基础

1．测量技术

主要内容：测量的基本概念；测量系统的组成，测量系统性能指标。

基本要求：测量、测试、计量的基本概念，国际单位制，测量标准，量值传递与溯源体系，标定、检定与校准；测量系统的组成及各部分功能；理想频率响应特性及不失真测试条件；测量系统（仪器）主要性能指标。

2．测量误差

主要内容：测量误差的基本概念。

基本要求：误差的定义及表示方法、分类和特征；实验标准偏差的求取方法。

3．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；不确定度报告。

4．长度量测量

主要内容：长度测量的标准量和标准环境，阿贝原则，长度尺寸测量，坐标测量，形位误差测量，表面粗糙度测量，微纳尺度测量。

基本要求：长度测量的标准量和标准环境；阿贝原则；长度的直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量方法及各种常用测量仪器；三坐标测量机的组成、工作原理、测量数据处理方法；视觉三维测量系统的组成、基本工作原理、工程测量中的应用；形位误差测量的基本概念、测量方法和步骤；直线度误差的概念和评定方法，常用测量方法和仪器；表面粗糙度评定基准和参数，常用测量仪器；扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理、特点和应用。

5．角度量测量

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；角度的直接测量和间接测量方法及常用测量仪器；圆分度误差的评定指标；圆分度误差的绝对测量和相对测量方法。

6．速度、转速和加速度测量

主要内容：速度、转速和加速度测量的基本方法。

基本要求：速度的测量方法；压差测速和多普勒测速原理；陀螺仪基本特性及角速度测量原理；频闪式转速测量原理及方法；加速度测量原理和方法。

7．力、力矩和压力测量

主要内容：力、力矩和压力测量的基本方法。

基本要求：力的测量方法和常用测量装置；转矩的测量方法和常用测量装置；压力和真空的测量方法和常用测量装置。

8．机械振动的测试

主要内容：机械振动的概念、类型，振动测试系统的组成，振动特性参量的测量方法。

基本要求：机械振动的概念、类型及其表征参数；振动测试系统的组成；固有频率和阻尼比的常用测量方法。

9．温度的测量

主要内容：温标的概念及各种类型温度计的工作原理和特点。

基本要求：温标的定义；热电偶温度计的工作原理、基本定律和参比端处理方法；热辐射基本定律，热辐射温度计的工作原理及特点。

10．流量的测量

主要内容：流量的基本概念及各种类型流量计的工作原理和特点。

基本要求：流量的定义；差压式流量计；速度式流量计。

参考材料：

[1] 孙长库，胡晓东，精密测量理论与技术基础[M]. 北京：机械工业出版社，2015.

（二）B 模块：测控电路

1．绪论

主要内容：测控电路的功用，对测控电路的主要要求与特点，测控电路的输入输出信号，测控电路的类型与组成。

基本要求：了解测控电路的功用，测控电路的主要要求与特点，测控电路的输入输出信号及测控电路的类型与组成。

2. 信号放大电路

主要内容：运算放大器的误差及其补偿，噪声的基础知识，典型测量放大电路，隔离放大电路。

基本要求：掌握实际运算放大器的误差及其补偿方法，包括输入失调电压，失调电流，共模抑制比等的影响；掌握典型测量放大电路的设计及计算；了解运算放大器噪声的种类与处理方法，了解隔离放大器的基本工作原理。

3.信号调制与解调电路

主要内容: 调幅式测量电路，调频式测量电路，调相式测量电路，脉冲调制式测量电路。

基本要求: 掌握调幅式测量电路的基本原理和方法，包括包络检波和相敏检波的电路的原理及设计方法；了解调频、调相的方法。

4. 信号分离电路

主要内容: 滤波器基本知识，RC 滤波电路，集成有源滤波器

基本要求: 了解滤波器种类，掌握各种滤波器的设计方法，重点掌握二阶滤波器的分析与设计。

5.信号运算电路

主要内容:比例运算放大电路，加/减法运算电路，对数、指数和乘、除运算电路，常用特征值运算电路，函数型运算电路，微分积分运算电路，过程调节器电路。

基本要求: 熟练掌握同相、反相和差分比例放大电路设计方法。掌握加减运算电路，微分、积分电路原理及设计。了解指数、对数电路，常用特征值运算电路和 PID 电路的工作原理。

6.信号转换电路

主要内容：模拟开关，采样保持电路，电压比较器电路，电压频率转换电路，电压电流转换电路，模拟数字转换电路。

基本要求: 掌握几种常用模拟开关原理，了解采样保持电路原理，掌握电平比较电路、滞回比较电路、窗口比较电路原理及应用。掌握 V/f 和 f/V 转换电路原理，运放构成的 V/I 转换器原理，掌握 D/A 和 A/D 转换的基本原理和方法。

7.信号细分与辩向电路

主要内容: 直传式细分电路，平衡补偿式细分电路。

基本要求: 掌握单稳四细分辩向电路，电阻链分相细分电路原理及设计方法以及计算机细分的原理与方法。掌握平衡补偿式细分中的相位跟踪细分，了解幅值跟踪细分，脉冲调宽型跟踪细分以及频率跟踪细分的原理与方法。

8.连续信号控制电路

主要内容: 脉宽调制控制电路，导电角控制逆变器，变频控制电路。

基本要求: 了解脉宽调制控制电路的工作原理与控制电路；了解导电角逆变器的基本原理；了解变频控制的基本原理。

9.逻辑与数字控制电路

主要内容：二值逻辑控制与驱动电路，异步与步进电动机驱动电路。

基本要求: 了解二值逻辑控制与驱动电路的基本原理和设计方法。了解异步与步进电动机驱动电路的原理。

10. 测控电路设计实例

主要内容: 动力调谐陀螺仪再平衡回路，系统建模，电路设计

基本要求: 了解测控系统基于电路的实现方法。

参考书材料：

[1] 李醒飞主编. 测控电路第 5 版. 机械工业出版社. 2016 年 1 月

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

考试内容分为 A、B 两个模块，考生可任选其中一个模块。A 模块为精密测量理论与技术基础，B 模块为传感技术与测控电路。

（一）A 模块：精密测量理论与技术基础

1．测量技术

主要内容：测量的基本概念；测量系统的组成，测量系统性能指标。

基本要求：测量、测试、计量的基本概念，国际单位制，测量标准，量值传递与溯源体系，标定、检定与校准；测量系统的组成及各部分功能；理想频率响应特性及不失真测试条件；测量系统（仪器）主要性能指标。

2．测量误差

主要内容：测量误差的基本概念。

基本要求：误差的定义及表示方法、分类和特征；实验标准偏差的求取方法。

3．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；不确定度报告。

4．长度量测量

主要内容：长度测量的标准量和标准环境，阿贝原则，长度尺寸测量，坐标测量，形位误差测量，表面粗糙度测量，微纳尺度测量。

基本要求：长度测量的标准量和标准环境；阿贝原则；长度的直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量方法及各种常用测量仪器；三坐标测量机的组成、工作原理、测量数据处理方法；视觉三维测量系统的组成、基本工作原理、工程测量中的应用；形位误差测量的基本概念、测量方法和步骤；直线度误差的概念和评定方法，常用测量方法和仪器；表面粗糙度评定基准和参数，常用测量仪器；扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理、特点和应用。

5．角度量测量

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；角度的直接测量和间接测量方法及常用测量仪器；圆分度误差的评定指标；圆分度误差的绝对测量和相对测量方法。

6．速度、转速和加速度测量

主要内容：速度、转速和加速度测量的基本方法。

基本要求：速度的测量方法；压差测速和多普勒测速原理；陀螺仪基本特性及角速度测量原理；频闪式转速测量原理及方法；加速度测量原理和方法。

7．力、力矩和压力测量

主要内容：力、力矩和压力测量的基本方法。

基本要求：力的测量方法和常用测量装置；转矩的测量方法和常用测量装置；压力和真空的测量方法和常用测量装置。

8．机械振动的测试

主要内容：机械振动的概念、类型，振动测试系统的组成，振动特性参量的测量方法。基本要求：机械振动的概念、类型及其表征参数；振动测试系统的组成；固有频率和阻尼比

的常用测量方法。

9．温度的测量

主要内容：温标的概念及各种类型温度计的工作原理和特点。

基本要求：温标的定义；热电偶温度计的工作原理、基本定律和参比端处理方法；热辐射基

本定律，热辐射温度计的工作原理及特点。

10．流量的测量

主要内容：流量的基本概念及各种类型流量计的工作原理和特点。

基本要求：流量的定义；差压式流量计；速度式流量计。

参考材料：

[1] 孙长库，胡晓东，精密测量理论与技术基础[M]. 北京：机械工业出版社，2015.

（二）B 模块：测控电路

1．绪论

主要内容：测控电路的功用，对测控电路的主要要求与特点，测控电路的输入输出信号，测控电路的类型与组成。

基本要求：了解测控电路的功用，测控电路的主要要求与特点，测控电路的输入输出信号及测控电路的类型与组成。

2. 信号放大电路

主要内容：运算放大器的误差及其补偿，噪声的基础知识，典型测量放大电路，隔离放大电路。

基本要求：掌握实际运算放大器的误差及其补偿方法，包括输入失调电压，失调电流，共模抑制比等的影响；掌握典型测量放大电路的设计及计算；了解运算放大器噪声的种类与处理方法，了解隔离放大器的基本工作原理。

3.信号调制与解调电路

主要内容: 调幅式测量电路，调频式测量电路，调相式测量电路，脉冲调制式测量电路。

基本要求: 掌握调幅式测量电路的基本原理和方法，包括包络检波和相敏检波的电路的原理及设计方法；了解调频、调相的方法。

4. 信号分离电路

主要内容: 滤波器基本知识，RC 滤波电路，集成有源滤波器

基本要求: 了解滤波器种类，掌握各种滤波器的设计方法，重点掌握二阶滤波器的分析与设计。

5.信号运算电路

主要内容:比例运算放大电路，加/减法运算电路，对数、指数和乘、除运算电路，常用特征值运算电路，函数型运算电路，微分积分运算电路，过程调节器电路。

基本要求: 熟练掌握同相、反相和差分比例放大电路设计方法。掌握加减运算电路，微分、积分电路原理及设计。了解指数、对数电路，常用特征值运算电路和 PID 电路的工作原理。

6.信号转换电路

主要内容：模拟开关，采样保持电路，电压比较器电路，电压频率转换电路，电压电流转换电路，模拟数字转换电路。

基本要求: 掌握几种常用模拟开关原理，了解采样保持电路原理，掌握电平比较电路、滞回比较电路、窗口比较电路原理及应用。掌握 V/f 和 f/V 转换电路原理，运放构成的 V/I 转换器原理，掌握 D/A 和 A/D 转换的基本原理和方法。

7.信号细分与辩向电路

主要内容: 直传式细分电路，平衡补偿式细分电路。

基本要求: 掌握单稳四细分辩向电路，电阻链分相细分电路原理及设计方法以及计算机细分的原理与方法。掌握平衡补偿式细分中的相位跟踪细分，了解幅值跟踪细分，脉冲调宽型跟踪细分以及频率跟踪细分的原理与方法。

8.连续信号控制电路

主要内容: 脉宽调制控制电路，导电角控制逆变器，变频控制电路。

基本要求: 了解脉宽调制控制电路的工作原理与控制电路；了解导电角逆变器的基本原理；了解变频控制的基本原理。

9.逻辑与数字控制电路

主要内容：二值逻辑控制与驱动电路，异步与步进电动机驱动电路。

基本要求: 了解二值逻辑控制与驱动电路的基本原理和设计方法。了解异步与步进电动机驱动电路的原理。

10. 测控电路设计实例

主要内容: 动力调谐陀螺仪再平衡回路，系统建模，电路设计

基本要求: 了解测控系统基于电路的实现方法。

参考书材料：

[1] 李醒飞主编. 测控电路第 5 版. 机械工业出版社. 2016 年 1 月

变化情况：无变化