2025年數(shù)控測量技術(shù)試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.數(shù)控測量技術(shù)中，以下哪種測量方法不屬于接觸式測量？

A.三坐標測量機測量

B.激光掃描測量

C.探針式測量

D.光學(xué)顯微鏡測量

2.在數(shù)控測量系統(tǒng)中，分辨率是指：

A.測量系統(tǒng)能夠檢測的最小尺寸變化

B.測量系統(tǒng)的最大測量范圍

C.測量系統(tǒng)的重復(fù)精度

D.測量系統(tǒng)的響應(yīng)速度

3.以下哪種因素不會影響數(shù)控測量的精度？

A.環(huán)境溫度變化

B.測量儀器校準狀態(tài)

C.操作人員經(jīng)驗

D.被測材料的硬度

4.在數(shù)控測量編程中，G00指令代表：

A.直線插補

B.快速定位

C.圓弧插補

D.暫停

5.三坐標測量機的基本組成部分不包括：

A.測量主體

B.測頭系統(tǒng)

C.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

D.切削系統(tǒng)

6.以下哪種測量設(shè)備最適合復(fù)雜曲面測量？

A.游標卡尺

B.千分尺

C.三坐標測量機

D.激光跟蹤儀

7.在數(shù)控測量中，以下哪種誤差屬于系統(tǒng)誤差？

A.隨機誤差

B.環(huán)境誤差

C.儀器零點漂移

D.操作誤差

8.數(shù)控測量中的"逆向工程"是指：

A.從設(shè)計圖紙制造零件

B.從實物模型獲取數(shù)字模型

C.從數(shù)字模型生成加工代碼

D.從測量數(shù)據(jù)優(yōu)化加工工藝

9.以下哪種測量方法不能用于非接觸測量？

A.激光掃描

B.光學(xué)成像

C.超聲波測量

D.機械探針測量

10.在數(shù)控測量數(shù)據(jù)處理中，以下哪種方法不能提高測量精度？

A.多次測量取平均值

B.濾波處理

C.增加測量點密度

D.減少測量次數(shù)

二、填空題（每題2分，共6題）

1.數(shù)控測量系統(tǒng)的基本組成包括機械系統(tǒng)、________系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2.三坐標測量機的工作原理是基于________坐標系來確定空間點的位置。

3.在數(shù)控測量中，測量不確定度是指測量結(jié)果與________之間的差異范圍。

4.激光干涉儀主要用于測量________和直線度等高精度幾何參數(shù)。

5.數(shù)控測量編程中，G代碼用于控制機床的________，而M代碼用于控制機床的________。

6.在數(shù)控測量中，________是指測量結(jié)果與真實值之間的接近程度。

三、判斷題（每題2分，共6題）

1.數(shù)控測量技術(shù)只能用于幾何尺寸的測量，不能用于表面質(zhì)量的評估。（）

2.在數(shù)控測量中，環(huán)境溫度變化不會影響測量結(jié)果。（）

3.三坐標測量機可以測量空間任意點的坐標位置。（）

4.激光掃描測量是非接觸式測量方法，不會對被測物體造成損傷。（）

5.數(shù)控測量編程中的G01指令代表快速定位。（）

6.在數(shù)控測量中，增加測量次數(shù)可以提高測量精度，但會降低測量效率。（）

四、多項選擇題（每題2分，共2題）

1.以下哪些因素會影響數(shù)控測量的精度？（）

A.環(huán)境溫度變化

B.測量儀器校準狀態(tài)

C.操作人員經(jīng)驗

D.被測材料的硬度

2.以下哪些測量方法屬于非接觸式測量？（）

A.激光掃描測量

B.光學(xué)成像測量

C.超聲波測量

D.機械探針測量

五、簡答題（每題5分，共2題）

1.簡述數(shù)控測量技術(shù)的基本原理及其在制造業(yè)中的應(yīng)用。

2.解釋數(shù)控測量中的系統(tǒng)誤差和隨機誤差，并說明如何減小這些誤差。

參考答案及解析

一、單項選擇題

1.答案：B

解析：激光掃描測量屬于非接觸式測量方法，而三坐標測量機測量、探針式測量和光學(xué)顯微鏡測量都屬于接觸式測量。接觸式測量需要測量工具與被測物體直接接觸，而非接觸式測量則不需要物理接觸。

2.答案：A

解析：分辨率是指測量系統(tǒng)能夠檢測的最小尺寸變化或最小可分辨的尺寸差異。它是衡量測量系統(tǒng)靈敏度的重要指標，決定了測量系統(tǒng)能夠識別的最小特征尺寸。

3.答案：D

解析：被測材料的硬度不會直接影響數(shù)控測量的精度，而環(huán)境溫度變化、測量儀器校準狀態(tài)和操作人員經(jīng)驗都會影響測量精度。環(huán)境溫度變化會導(dǎo)致熱脹冷縮，影響測量結(jié)果；儀器校準不準會導(dǎo)致系統(tǒng)誤差；操作人員經(jīng)驗不足可能導(dǎo)致人為誤差。

4.答案：B

解析：在數(shù)控測量編程中，G00指令代表快速定位，用于在不加工的情況下快速移動到指定位置。G01代表直線插補，G02/G03代表圓弧插補，G04代表暫停。

5.答案：D

解析：三坐標測量機的基本組成部分包括測量主體（提供測量空間）、測頭系統(tǒng)（用于探測被測表面）和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（處理和分析測量數(shù)據(jù)）。切削系統(tǒng)是數(shù)控加工設(shè)備的組成部分，不是測量設(shè)備的組成部分。

6.答案：D

解析：激光跟蹤儀特別適合復(fù)雜曲面測量，因為它可以非接觸地測量大范圍內(nèi)的表面點，并能快速獲取高密度點云數(shù)據(jù)。游標卡尺和千分尺只能測量簡單尺寸，三坐標測量機雖然可以測量復(fù)雜形狀，但在大尺寸復(fù)雜曲面測量方面不如激光跟蹤儀高效。

7.答案：C

解析：系統(tǒng)誤差是指在相同條件下多次測量中，大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。儀器零點漂移屬于系統(tǒng)誤差，因為它會以固定的方式影響所有測量結(jié)果。隨機誤差、環(huán)境誤差和操作誤差都屬于隨機誤差，其大小和符號都是隨機變化的。

8.答案：B

解析：逆向工程是指從已有的實物模型獲取其數(shù)字模型的過程，通常通過掃描實物表面獲取點云數(shù)據(jù)，然后重構(gòu)CAD模型。從設(shè)計圖紙制造零件是正向工程，從數(shù)字模型生成加工代碼是CAM過程，從測量數(shù)據(jù)優(yōu)化加工工藝是工藝優(yōu)化。

9.答案：D

解析：機械探針測量需要探針與被測物體直接接觸，因此屬于接觸式測量方法。激光掃描、光學(xué)成像和超聲波測量都是非接觸式測量方法，不需要物理接觸被測物體。

10.答案：D

解析：在數(shù)控測量數(shù)據(jù)處理中，多次測量取平均值可以減小隨機誤差，濾波處理可以去除噪聲，增加測量點密度可以提高測量精度。而減少測量次數(shù)會增加隨機誤差的影響，降低測量精度。

二、填空題

1.答案：傳感

解析：數(shù)控測量系統(tǒng)的基本組成包括機械系統(tǒng)（提供測量空間和運動）、傳感系統(tǒng)（檢測位置和尺寸信息）和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（處理和分析測量數(shù)據(jù)）。傳感系統(tǒng)是連接機械系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的橋梁，負責(zé)將物理量轉(zhuǎn)換為電信號。

2.答案：笛卡爾

解析：三坐標測量機的工作原理是基于笛卡爾坐標系來確定空間點的位置。笛卡爾坐標系由三個相互垂直的軸（X、Y、Z）組成，任何空間點的位置都可以用這三個坐標值來表示。

3.答案：真值

解析：測量不確定度是指測量結(jié)果與真值之間的差異范圍，它表征了測量結(jié)果的可靠性。真值是指被測量的真實值，通常是未知的，我們通過測量得到的只是真值的估計值。

4.答案：長度

解析：激光干涉儀主要用于測量長度、直線度等高精度幾何參數(shù)。它利用光的干涉原理，能夠?qū)崿F(xiàn)納米級的測量精度，廣泛應(yīng)用于高精度測量和校準領(lǐng)域。

5.答案：運動功能，輔助功能

解析：在數(shù)控測量編程中，G代碼（準備功能）用于控制機床的運動功能，如直線插補、圓弧插補等；M代碼（輔助功能）用于控制機床的輔助功能，如主軸啟停、冷卻液開關(guān)等。

6.答案：準確度

解析：準確度是指測量結(jié)果與真實值之間的接近程度。高準確度意味著測量結(jié)果與真實值之間的差異小，測量結(jié)果可靠。準確度是衡量測量質(zhì)量的重要指標。

三、判斷題

1.答案：×

解析：數(shù)控測量技術(shù)不僅可以用于幾何尺寸的測量，還可以用于表面質(zhì)量的評估。例如，通過激光掃描可以獲取表面粗糙度信息，通過光學(xué)成像可以檢測表面缺陷等。

2.答案：×

解析：在數(shù)控測量中，環(huán)境溫度變化會影響測量結(jié)果。大多數(shù)材料都具有熱脹冷縮的特性，溫度變化會導(dǎo)致被測物體和測量設(shè)備發(fā)生尺寸變化，從而影響測量精度。因此，高精度測量通常需要在恒溫環(huán)境下進行。

3.答案：√

解析：三坐標測量機可以測量空間任意點的坐標位置。它通過三個相互垂直的導(dǎo)軌系統(tǒng)，使測頭能夠到達測量空間內(nèi)的任意點，并記錄該點的坐標值，從而實現(xiàn)對工件幾何尺寸和形狀的全面測量。

4.答案：√

解析：激光掃描測量是非接觸式測量方法，它通過激光束照射被測表面，接收反射光來獲取表面信息，不需要物理接觸被測物體，因此不會對被測物體造成損傷。

5.答案：×

解析：在數(shù)控測量編程中，G01指令代表直線插補，用于控制刀具或測頭沿直線軌跡移動。G00指令代表快速定位，用于在不加工的情況下快速移動到指定位置。

6.答案：√

解析：在數(shù)控測量中，增加測量次數(shù)可以提高測量精度，因為多次測量的平均值可以減小隨機誤差的影響。但同時，增加測量次數(shù)也會延長測量時間，降低測量效率，需要在精度和效率之間進行權(quán)衡。

四、多項選擇題

1.答案：ABC

解析：環(huán)境溫度變化會導(dǎo)致熱脹冷縮，影響測量結(jié)果；測量儀器校準狀態(tài)不準會導(dǎo)致系統(tǒng)誤差；操作人員經(jīng)驗不足可能導(dǎo)致人為誤差。被測材料的硬度不會直接影響數(shù)控測量的精度，因為測量系統(tǒng)檢測的是幾何尺寸，而不是材料本身的物理性質(zhì)。

2.答案：ABC

解析：激光掃描測量、光學(xué)成像測量和超聲波測量都是非接觸式測量方法，它們不需要物理接觸被測物體。機械探針測量需要探針與被測物體直接接觸，因此屬于接觸式測量方法。

五、簡答題

1.答案：

數(shù)控測量技術(shù)的基本原理是利用計算機控制測量設(shè)備，按照預(yù)設(shè)程序自動完成對工件幾何尺寸和形狀的測量。它通過傳感器采集被測對象的幾何信息，由計算機進行處理和分析，最終得到測量結(jié)果。

在制造業(yè)中，數(shù)控測量技術(shù)有廣泛的應(yīng)用：

-產(chǎn)品質(zhì)量控制：通過精確測量確保產(chǎn)品符合設(shè)計要求

-工藝驗證：驗證加工工藝是否能夠達到設(shè)計精度

-逆向工程：從實物獲取數(shù)字模型，用于產(chǎn)品改進或復(fù)制

-裝配檢測：檢測零部件裝配后的精度和配合情況

-在線檢測：在加工過程中實時監(jiān)測加工質(zhì)量

-計量校準：用于測量設(shè)備的校準和驗證

2.答案：

系統(tǒng)誤差是指在相同條件下多次測量中，大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。它來源于測量設(shè)備本身的缺陷、校準不準、環(huán)境因素等。減小系統(tǒng)誤差的方法包括：