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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
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。
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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。
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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