《测控电路》第四版（张国雄）课后答案

简介：
《测控电路》第四版是由张国雄编著的一本教材，本书配套的答案解析提供了对课后习题的详细解答，帮助学生深入理解测控电路的相关知识与应用。 ### 测控电路课后答案知识点总结 #### 第一章 绪论 ##### 1-1 测量与控制技术的重要性 在现代生产过程中，**测量与控制技术**发挥着至关重要的作用。为了确保产品的质量和生产效率，必须精确地监测和控制机器的运行状态以及生产流程。具体来说： - **产品加工**：比如加工高精度零件时，需要机床的刀架与主轴严格按照预设轨迹运动。这不仅涉及到加工尺寸和形状的精确度，还需要确保加工过程的可控性和稳定性。 - **钢铁生产**：生产特定规格的钢材时，除了按照精确配方配料之外，还需要严格监控熔炉温度、送风量和冶炼时间等关键参数。这些操作均依赖于测量与控制技术来实现。 此外，为了确保产品的最终质量，还需要对成品进行严格的检测。这不仅可以作为质量控制的手段，还能帮助验证生产模型的准确性，从而进一步优化生产过程。 ##### 1-2 测量与控制技术的应用案例 测量与控制技术在生产、生活和工作中有着广泛的应用。以下是一些具体的例子： - **大规模集成电路制造**：在半导体制造领域，光刻工艺需要极高的精确度来确保芯片上的元件布局。这种精确度的实现依赖于精密的测量与控制技术。 - **航天发射与飞行**：无论是火箭发射还是卫星导航，都需要高度精准的测量与控制系统来确保轨道的准确性。 - **现代汽车**：现代汽车通常配备了多种传感器，用于监测发动机状态、燃油喷射量、刹车系统等。通过这些传感器收集的数据，可以实现更高效的车辆控制。 - **家用电器**：诸如微波炉、照相机和复印机等日常用品中也嵌入了传感器和控制系统，使得这些设备能够更加智能地工作。 ##### 1-3 测控电路在测控系统中的作用 测控电路是测控系统中的核心组件之一。其主要功能包括： - **信号放大与噪声剔除**：传感器输出的信号往往非常微弱，并且可能包含噪声。测控电路负责将这些信号放大并去除噪声，提取出有用的信号。 - **信号处理与转换**：根据不同的应用需求，测控电路能够对信号进行必要的处理和转换，例如模数转换、数模转换以及不同类型的信号类型之间的转换等。 - **信号输出**：经过处理后的信号被转化为可以控制执行机构动作的形式。 由于其灵活性和可编程性，在整个测控系统中，测控电路扮演着极其关键的角色。测控系统的整体性能往往取决于测控电路的设计与实现。 ##### 1-4 影响测控电路精度的因素 影响测控电路精度的主要因素包括： 1. **噪声与干扰**：外界环境如电磁场和温度变化等因素会引入噪声和干扰，从而影响信号的纯净度。 2. **失调与漂移**：特别是在温度发生变化时，电路中的失调和漂移现象会导致信号失真。 3. **线性度与保真度**：在传输和处理过程中信号可能会发生非线性的变化，降低其真实性和准确性。 4. **输入与输出阻抗的影响**：不匹配的阻抗可能导致信号损失或失真。 其中噪声与干扰以及失调与漂移是最基本的因素，需要特别注意。 ##### 1-5 测控电路的灵活性 测控电路之所以被认为是整个系统中最灵活的部分，是因为它能够实现多种功能。具体表现在： - **信号转换**：可以进行模数转换、数模转换和不同类型的信号类型之间的转换。 - **信号处理**：能对信号执行滤波、放大及计算等操作。 - **信号选择**：可以从复杂的混合信号中选出所需的信息。 - **逻辑判断**：能够根据设定的规则对信息做出相应的决定。 这种灵活性使得测控电路可以适应各种应用场景的需求，是整个系统的关键部分。 ##### 1-6 输入信号类型对电路组成的影响 不同的输入信号类型会影响到测控电路的具体设计。通常分为模拟式和数字式两大类： - **模拟式测量电路**：主要包括信号调理模块（如放大器）、滤波器、转换器等组成部分。信号调理模块主要用于放大信号并消除噪声；滤波器用于过滤掉不需要的成分；转换器则负责将模拟信号转化为数字形式。 - **数字式测量电路**：主要采用增量编码方式，组件包括AD转换器、数字处理器和DA转换器等。其中AD转换器用来把模拟信息变为数字化数据；数字处理器处理这些数字化的数据；而DA转换器则是还原成可以被系统使用的模拟信号。 测控电路的设计需要充分考虑信号类型、处理需求以及应用环境等因素，以确保能够满足实际应用中的精度与可靠性要求。