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一、考试的总体要求
掌握测控技术或智能感知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、C三个模块，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模块为测控电路，C模块为传感技术。
（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，测量系统的静态特性。
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，标定、
检定与校准；测量系统的组成及各部分功能；测量系统（仪器）的静态特性。
2．测量误差
主要内容：测量误差的基本概念。
基本要求：测量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。
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。
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。
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；角度的接触式测量和非接触式测量
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；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．温度测量
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。
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。
参考材料：
[1] 李醒飞．测控电路第 5 版[M]．北京：机械工业出版社，2016．
（三）C模块：传感技术
1. 功能材料的结构与性能
主要内容：材料的原子结构，能带理论，材料物理性质产生的原理
基本要求：了解功能材料发展概况，掌握功能材料的特点与分类，掌握材料的原子结构，能
带理论，材料物理性质产生的原理，了解有限元仿真软件对材料结构和性能变化进行仿真的
方法。
2. 电性材料、磁性材料与光学材料
主要内容：电性材料、磁性材料与光学材料的分类、关键指标及在传感器中的功能
基本要求：掌握导体材料、半导体材料、绝缘体材料的分类、关键指标及功能；掌握软磁材
料，硬磁材料的分类、关键指标及功能；掌握激光材料、光纤材料、发光材料、红外材料、
液晶材料的分类、关键指标及功能。
3. 功能转换材料与能源材料
主要内容：功能转换材料与能源材料的原理、分类、关键指标及在传感器中的功能
基本要求：掌握压电材料、热释电材料、光电材料的原理、分类、关键指标及功能；了解电
光材料、磁光材料、热光材料、声光材料的原理和分类；掌握储氢材料、锂离子电池材料、
太阳能电池材料的原理、分类、关键指标及在传感器中的功能；了解自供能技术及其在传感
器中的应用。
4. 智能材料与梯度功能材料
主要内容：智能材料与梯度功能材料的定义与内涵、分类、关键指标及在传感器中的功能
基本要求：掌握智能材料与梯度功能材料的定义与内涵；掌握智能材料的分类与智能材料系
统，掌握金属系智能材料与形状记忆合金、无机非金属系智能材料、高分子系智能材料的关
键指标及在传感器中的功能；掌握梯度光折射率材料、热防护梯度功能材料的关键指标及在
传感器中的功能；了解智能材料和梯度功能材料的应用。
5. 生物医学材料与薄膜材料
主要内容：生物医学材料的性能要求，功能薄膜材料的制备技术与表征方法
基本要求：掌握生物医学材料的性能要求，了解生物医学材料的分类；掌握薄膜材料的制备
原理和机械物理性质，了解各种成膜技术的原理和应用范围；了解薄膜材料的基本表征方法；
掌握基于功能材料的传感器件设计方法，了解典型传感器件的加工与集成方法。
6. 电参量转换及传感器
主要内容：电阻及其效应，静电场与电容，热电传感器
基本要求：了解电阻应变效应、压阻效应、霍尔效应、热电效应，掌握应变片、热敏电阻、
湿敏电阻工作原理，掌握电桥转换电路，掌握自感式传感器、互感式传感器、电涡流式传感
器、热电偶的工作原理、特性及其应用。
7. 光电传感器
主要内容：光电效应与光电传感器，图像传感器，光栅与数字式位移传感器
基本要求：了解光电效应，掌握光电管与光电倍增管、光敏电阻，光电二极管、光电三极管、
CCD图像传感器、CMOS图像传感器、光栅及角度编码器等工作原理、特性及应用。
8. 机电传感器
主要内容：机电效应，声波传感器
基本要求：了解压电效应、摩擦电效应、磁致伸缩效应、磁电感应、声波特性、声波传感器
材料、声波产生与接收特性、声波效应，掌握声波传感器工作原理与典型应用。
9. MEMS传感器
主要内容：微尺度效应集成传感器，微悬臂梁型传感器
基本要求：了解硅的弹性模量，薄板结构及相关特性，微流体特性悬臂梁及其工作原理，掌
握微悬臂偏转检测方法，悬臂梁物理量传感器工作原理及应用。
10. 化学与生物传感器
主要内容：化学传感器，生物传感器
基本要求：了解气敏传感器的类型及检测气体种类、半导体气敏传感器的工作原理，了解能
斯特方程、电极体系、常用电极介绍，三电极式电化学传感器原理、氧化还原反应、葡萄糖
传感应用，场效应型传感器结构、原理、典型应用，酶反应生物传感器原理、结构、特点、
应用，免疫传感器原理、结构及特点。
参考材料：
[1] 陈玉安，王必本，廖其龙．现代功能材料第3版[M]．重庆：重庆大学出版社，2018．
[2] 雅各布·弗雷登著，宋萍，隋丽译．现代传感器手册：原理、设计及应用[M]．北京：
机械工业出版社，2021．
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