2025年大學(xué)本科（測(cè)控技術(shù)與儀器）精密測(cè)量綜合測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.以下哪種測(cè)量方法不屬于精密測(cè)量中的直接測(cè)量方法？（）A.用卡尺測(cè)量長(zhǎng)度B.用溫度計(jì)測(cè)量溫度C.通過(guò)測(cè)量電阻兩端電壓和電流，利用歐姆定律計(jì)算電阻值D.用天平測(cè)量質(zhì)量2.測(cè)量不確定度評(píng)定中，A類(lèi)評(píng)定是基于（）。A.經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷B.對(duì)測(cè)量條件的控制C.對(duì)多次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析D.測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)證書(shū)3.下列關(guān)于測(cè)量誤差的說(shuō)法，正確的是（）。A.測(cè)量誤差總是可以避免的B.測(cè)量誤差只與測(cè)量?jī)x器有關(guān)C.測(cè)量誤差包括系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差D.多次測(cè)量取平均值可以消除所有測(cè)量誤差4.對(duì)于精密測(cè)量中的傳感器，其靈敏度的定義是（）。A.輸出量與輸入量的比值B.輸入量的變化量與輸出量的變化量的比值C.輸出量的變化量與輸入量的變化量的比值D.輸出量的變化率與輸入量的變化率的比值5.以下哪種儀器常用于高精度角度測(cè)量？（）A.激光干涉儀B.光柵尺C.經(jīng)緯儀D.全站儀6.在測(cè)量過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果明顯偏離預(yù)期值，可能存在（）。A.系統(tǒng)誤差B.隨機(jī)誤差C.粗大誤差D.測(cè)量方法錯(cuò)誤7.測(cè)量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù)取決于（）。A.測(cè)量?jī)x器的精度B.測(cè)量方法的復(fù)雜程度C.測(cè)量人員的讀數(shù)習(xí)慣D.測(cè)量結(jié)果的大小8.精密測(cè)量中，為了減小環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，通常采用（）。A.多次測(cè)量B.屏蔽技術(shù)C.校準(zhǔn)儀器D.選擇合適的測(cè)量時(shí)間9.以下關(guān)于測(cè)量精度的描述，正確的是（）。A.測(cè)量精度越高，測(cè)量誤差越小B.測(cè)量精度只與測(cè)量?jī)x器的精度有關(guān)C.測(cè)量精度包括準(zhǔn)確度、精密度和精確度D.提高測(cè)量精度的唯一方法是提高測(cè)量?jī)x器的精度10.對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量系統(tǒng)，其重復(fù)性是指（）。A.在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的一致性B.在不同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的一致性C.在相同測(cè)量條件下，對(duì)不同被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的一致性D.在不同測(cè)量條件下，對(duì)不同被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的一致性第II卷（非選擇題共70分）11.填空題：請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)正確答案。(總共5題，每題4分)（1）精密測(cè)量中常用的測(cè)量基準(zhǔn)有長(zhǎng)度基準(zhǔn)、角度基準(zhǔn)、______基準(zhǔn)等。（2）測(cè)量不確定度的評(píng)定方法主要有A類(lèi)評(píng)定和______評(píng)定。（3）傳感器的靜態(tài)特性包括靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性和______等。（4）在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，常用的測(cè)量工具如卡尺、千分尺等，其測(cè)量精度主要取決于______。（5）為了提高測(cè)量精度，可采用的數(shù)據(jù)處理方法有多次測(cè)量取平均值、______、最小二乘法等。12.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。(總共3題，每題10分)（1）簡(jiǎn)述系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)及減小系統(tǒng)誤差的方法。（2）什么是測(cè)量精度？測(cè)量精度與測(cè)量誤差有什么關(guān)系？（3）舉例說(shuō)明在精密測(cè)量中如何選擇合適的測(cè)量?jī)x器。13.材料分析題：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：在某精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，對(duì)一個(gè)圓柱形零件的直徑進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量工具為千分尺，測(cè)量了10次，測(cè)量數(shù)據(jù)如下：25.012mm、25.015mm、25.018mm、25.014mm、25.016mm、25.017mm、25.013mm、25.015mm、25.016mm、25.014mm。已知千分尺的分度值為0.001mm，其示值誤差為±0.002mm。問(wèn)題：（1）計(jì)算這組測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。（2）計(jì)算測(cè)量結(jié)果的不確定度（只考慮A類(lèi)不確定度和儀器示值誤差）。(本題15分)14.論述題：論述精密測(cè)量在現(xiàn)代工業(yè)中的重要性以及面臨的挑戰(zhàn)。(本題15分)15.設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量微小位移的精密測(cè)量系統(tǒng)，要求說(shuō)明測(cè)量原理、組成部分及各部分的作用。(本題15分)答案：1.C2.C3.C4.C5.C6.C7.A8.B9.C10.A11.（1）時(shí)間（2）B類(lèi)（3）零點(diǎn)輸出（4）量具的分度值（5）數(shù)據(jù)修約12.（1）系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)：在相同條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化。減小系統(tǒng)誤差的方法：校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器；改進(jìn)測(cè)量方法；采用補(bǔ)償措施等。（2）測(cè)量精度是指測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值的接近程度。測(cè)量精度與測(cè)量誤差密切相關(guān)，測(cè)量誤差越小，測(cè)量精度越高。（3）選擇測(cè)量?jī)x器時(shí)，要根據(jù)被測(cè)量的性質(zhì)、測(cè)量精度要求、測(cè)量范圍等因素綜合考慮。例如，測(cè)量高精度的長(zhǎng)度，可選擇激光干涉儀；測(cè)量中等精度的角度，可選擇經(jīng)緯儀等。13.（1）平均值=(25.012+25.015+25.018+25.014+25.016+25.017+25.013+25.015+25.016+25.014)/10=25.015mm。（2）A類(lèi)不確定度：先計(jì)算單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s=0.0018mm，A類(lèi)不確定度uA=s/√n=0.0018/√10≈0.0006mm。儀器示值誤差uB=0.002mm。合成不確定度u=√(uA2+uB2)=√(0.00062+0.0022)≈0.0021mm。14.精密測(cè)量在現(xiàn)代工業(yè)中具有極其重要的地位。它是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如在航空航天領(lǐng)域，精密測(cè)量確保零部件的高精度加工和裝配，保障飛行器的性能和安全。面臨的挑戰(zhàn)包括：環(huán)境因素對(duì)測(cè)量精度的影響，如溫度、濕度、振動(dòng)等；測(cè)量?jī)x器的精度和可靠性有待進(jìn)一步提高；測(cè)量數(shù)據(jù)處理和分析的復(fù)雜性增加等。15.測(cè)量原理：利用電容式傳感器，當(dāng)微小