全國儀器儀表制造模擬練習(xí)題含答案單項(xiàng)選擇題1.以下哪種傳感器不屬于溫度傳感器？A.熱電偶B.熱電阻C.應(yīng)變片D.熱敏電阻答案：C。應(yīng)變片是一種將機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，主要用于測量應(yīng)力、應(yīng)變等力學(xué)量，不屬于溫度傳感器。而熱電偶、熱電阻和熱敏電阻都是常見的溫度傳感器，它們利用不同的物理原理來測量溫度。2.在儀表測量中，測量結(jié)果與真實(shí)值之間的差異稱為：A.精度B.誤差C.分辨率D.靈敏度答案：B。誤差是指測量結(jié)果與真實(shí)值之間的差異。精度是指測量結(jié)果與真實(shí)值的接近程度；分辨率是指儀表能夠分辨的最小測量變化量；靈敏度是指儀表對被測量變化的響應(yīng)能力。3.以下哪種顯示方式不屬于數(shù)字顯示方式？A.液晶顯示（LCD）B.發(fā)光二極管顯示（LED）C.指針式顯示D.數(shù)碼管顯示答案：C。指針式顯示是通過指針在刻度盤上的位置來指示測量值，屬于模擬顯示方式。而液晶顯示（LCD）、發(fā)光二極管顯示（LED）和數(shù)碼管顯示都是以數(shù)字形式顯示測量結(jié)果，屬于數(shù)字顯示方式。4.一個(gè)量程為0-100V的電壓表，其精度等級為1.0級，那么該電壓表的最大絕對誤差為：A.1VB.0.1VC.10VD.0.01V答案：A。根據(jù)精度等級的定義，最大絕對誤差=量程×精度等級%。所以該電壓表的最大絕對誤差=100V×1.0%=1V。5.以下哪種信號傳輸方式抗干擾能力最強(qiáng)？A.模擬信號傳輸B.數(shù)字信號傳輸C.電流信號傳輸D.電壓信號傳輸答案：B。數(shù)字信號傳輸具有抗干擾能力強(qiáng)、易于處理和存儲等優(yōu)點(diǎn)。模擬信號傳輸容易受到干擾，信號質(zhì)量容易下降；電流信號傳輸和電壓信號傳輸也屬于模擬信號傳輸?shù)姆懂?，相對?shù)字信號傳輸，抗干擾能力較弱。多項(xiàng)選擇題1.儀器儀表的基本組成部分通常包括：A.傳感器B.信號調(diào)理電路C.顯示裝置D.數(shù)據(jù)處理單元答案：ABCD。傳感器用于將被測量轉(zhuǎn)換為電信號；信號調(diào)理電路對傳感器輸出的信號進(jìn)行放大、濾波等處理；顯示裝置用于將測量結(jié)果顯示給用戶；數(shù)據(jù)處理單元可以對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算等處理。2.以下哪些因素會影響傳感器的性能？A.溫度B.濕度C.電磁干擾D.機(jī)械振動答案：ABCD。溫度、濕度等環(huán)境因素可能會影響傳感器的材料特性和物理性能，從而影響測量精度；電磁干擾可能會對傳感器的電信號產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致測量誤差；機(jī)械振動可能會使傳感器的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，影響其正常工作。3.常見的流量測量儀表有：A.渦輪流量計(jì)B.電磁流量計(jì)C.超聲波流量計(jì)D.差壓式流量計(jì)答案：ABCD。渦輪流量計(jì)通過測量渦輪的轉(zhuǎn)速來計(jì)算流量；電磁流量計(jì)利用電磁感應(yīng)原理測量導(dǎo)電液體的流量；超聲波流量計(jì)通過測量超聲波在流體中的傳播時(shí)間來計(jì)算流量；差壓式流量計(jì)通過測量流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的差壓來計(jì)算流量。4.儀表的電磁兼容性設(shè)計(jì)主要包括以下哪些方面？A.屏蔽設(shè)計(jì)B.接地設(shè)計(jì)C.濾波設(shè)計(jì)D.隔離設(shè)計(jì)答案：ABCD。屏蔽設(shè)計(jì)可以減少外界電磁場對儀表內(nèi)部電路的干擾；接地設(shè)計(jì)可以為干擾信號提供低阻抗通路，減少干擾；濾波設(shè)計(jì)可以濾除不需要的頻率成分，提高信號質(zhì)量；隔離設(shè)計(jì)可以將不同電路之間進(jìn)行電氣隔離，防止干擾的傳播。5.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有：A.線性度B.靈敏度C.遲滯D.重復(fù)性答案：ABCD。線性度描述了傳感器輸出與輸入之間的線性關(guān)系；靈敏度表示傳感器對被測量變化的響應(yīng)能力；遲滯是指傳感器在正反行程中輸出輸入曲線不重合的現(xiàn)象；重復(fù)性是指傳感器在相同條件下，對同一被測量進(jìn)行多次測量時(shí)，輸出值的一致程度。判斷題1.傳感器的輸出信號一定是電信號。（×）解析：傳感器的輸出信號不一定是電信號，有些傳感器的輸出可能是光信號、機(jī)械信號等，只是在現(xiàn)代儀器儀表中，電信號便于處理和傳輸，所以很多傳感器會將被測量轉(zhuǎn)換為電信號輸出。2.儀表的精度等級越高，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。（√）解析：精度等級是衡量儀表測量精度的一個(gè)指標(biāo)，精度等級越高，允許的最大絕對誤差占量程的百分比越小，測量結(jié)果也就越接近真實(shí)值，所以測量結(jié)果越準(zhǔn)確。3.模擬信號可以直接進(jìn)行數(shù)字處理。（×）解析：模擬信號是連續(xù)變化的信號，而數(shù)字處理系統(tǒng)只能處理離散的數(shù)字信號。因此，在進(jìn)行數(shù)字處理之前，需要將模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。4.傳感器的量程越大，其靈敏度越高。（×）解析：量程和靈敏度是兩個(gè)不同的概念，量程是指傳感器能夠測量的被測量的范圍，靈敏度是指傳感器對被測量變化的響應(yīng)能力。一般情況下，量程和靈敏度之間沒有必然的聯(lián)系，傳感器的靈敏度主要取決于其工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5.接地可以有效降低儀表的電磁干擾。（√）解析：接地是一種重要的電磁兼容性設(shè)計(jì)措施，通過良好的接地可以為干擾信號提供低阻抗通路，將干擾電流引入大地，從而減少干擾信號對儀表內(nèi)部電路的影響，有效降低電磁干擾。簡答題1.簡述傳感器的定義和作用。答：傳感器是一種能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。其作用主要有以下幾點(diǎn)：首先，它是獲取信息的重要手段，能夠?qū)⒏鞣N非電物理量（如溫度、壓力、流量、位移等）轉(zhuǎn)換為電信號，為后續(xù)的信號處理和分析提供基礎(chǔ)；其次，傳感器在自動化系統(tǒng)中起著不可或缺的作用，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為控制系統(tǒng)提供反饋信息，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制和調(diào)節(jié)；此外，傳感器在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，是推動各領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的關(guān)鍵部件。2.什么是儀表的分辨率和靈敏度？兩者有何區(qū)別？答：分辨率是指儀表能夠分辨的最小測量變化量，它反映了儀表對被測量微小變化的察覺能力。例如，一個(gè)電壓表的分辨率為0.1V，表示該電壓表能夠分辨出0.1V的電壓變化。靈敏度是指儀表對被測量變化的響應(yīng)能力，通常定義為傳感器輸出變化量與輸入變化量之比。例如，一個(gè)壓力傳感器的靈敏度為1mV/kPa，表示當(dāng)壓力變化1kPa時(shí)，傳感器的輸出電壓變化1mV。兩者的區(qū)別在于：分辨率側(cè)重于描述儀表能夠檢測到的最小變化量，強(qiáng)調(diào)的是儀表的分辨能力；而靈敏度側(cè)重于描述儀表對被測量變化的響應(yīng)程度，強(qiáng)調(diào)的是輸出與輸入之間的比例關(guān)系。3.簡述電磁流量計(jì)的工作原理。答：電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理工作的。它主要由測量管、電極、勵磁線圈等部分組成。當(dāng)導(dǎo)電液體在測量管內(nèi)流動時(shí)，導(dǎo)電液體就相當(dāng)于導(dǎo)體在切割磁力線。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體在磁場中切割磁力線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該感應(yīng)電動勢的大小與導(dǎo)電液體的平均流速、磁場強(qiáng)度以及測量管的內(nèi)徑有關(guān)。電極安裝在測量管的管壁上，用于檢測感應(yīng)電動勢。通過測量感應(yīng)電動勢的大小，并結(jié)合已知的磁場強(qiáng)度和測量管內(nèi)徑等參數(shù)，就可以計(jì)算出導(dǎo)電液體的流量。由于感應(yīng)電動勢與流量成正比，所以可以通過測量感應(yīng)電動勢來實(shí)現(xiàn)對流量的測量。4.儀表的抗干擾措施主要有哪些？答：儀表的抗干擾措施主要包括以下幾個(gè)方面：-屏蔽：采用金屬屏蔽罩將儀表的關(guān)鍵部件或整個(gè)儀表屏蔽起來，防止外界電磁場的干擾。屏蔽罩需要良好接地，以確保屏蔽效果。-接地：建立良好的接地系統(tǒng)，為干擾信號提供低阻抗通路，將干擾電流引入大地。接地方式有單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地等，需要根據(jù)具體情況選擇合適的接地方式。-濾波：在電路中使用濾波器，濾除不需要的頻率成分，提高信號質(zhì)量。常見的濾波器有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器等。-隔離：采用隔離技術(shù)將不同電路之間進(jìn)行電氣隔離，防止干擾的傳播。常見的隔離方式有光電隔離、變壓器隔離等。-合理布線：在儀表的布線過程中，要注意合理安排導(dǎo)線的走向和間距，避免信號線與電源線、高電平線等相互干擾。同時(shí)，盡量減少導(dǎo)線的長度和環(huán)路面積，以降低電磁感應(yīng)干擾。-軟件抗干擾：在儀表的數(shù)據(jù)處理和控制軟件中采用一些抗干擾算法，如數(shù)字濾波、冗余校驗(yàn)等，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。5.簡述熱電阻溫度計(jì)的工作原理和特點(diǎn)。答：熱電阻溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。其工作原理基于熱電阻材料的電阻-溫度特性，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電阻的電阻值會相應(yīng)地發(fā)生變化，通過測量熱電阻的電阻值，就可以確定被測溫度。常見的熱電阻材料有鉑、銅等。熱電阻溫度計(jì)的特點(diǎn)包括：-測量精度高：熱電阻溫度計(jì)具有較高的測量精度，尤其是鉑熱電阻，其測量精度可以達(dá)到較高的水平，廣泛應(yīng)用于對溫度測量精度要求較高的場合。-穩(wěn)定性好：熱電阻材料的物理和化學(xué)性能穩(wěn)定，能夠在較長時(shí)間內(nèi)保持良好的測量性能，受外界環(huán)境因素的影響較小。-測量范圍較寬：不同類型的熱電阻可以測量不同范圍的溫度，一般可以測量從-200℃到850℃甚至更高的溫度范圍。-輸出信號易于處理：熱電阻的電阻值變化可以通過電橋等電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號，這些信號便于進(jìn)行后續(xù)的放大、處理和顯示。計(jì)算題1.有一個(gè)量程為0-500N的拉力傳感器，其靈敏度為2mV/N。當(dāng)輸入拉力為300N時(shí)，求傳感器的輸出電壓。解：根據(jù)靈敏度的定義，輸出電壓=靈敏度×輸入量。已知靈敏度為2mV/N，輸入拉力為300N，則傳感器的輸出電壓為：2mV/N×300N=600mV=0.6V。2.某壓力儀表的量程為0-10MPa，精度等級為0.5級。在一次測量中，儀表的示值為6MPa，求該測量值的最大可能絕對誤差和相對誤差。解：-首先求最大可能絕對誤差：根據(jù)精度等級的定義，最大絕對誤差=量程×精度等級%。已知量程為10MPa，精度等級為0.5級，則最大絕對誤差=10MPa×0.5%=0.05MPa。-然后求相對誤差：相對誤差=（最大絕對誤差/測量值）×100%。已知測量值為6MPa，最大絕對誤差為0.05MPa，則相對誤差=（0.05MPa/6MPa）×100%≈0.83%。3.一個(gè)溫度傳感器的輸出電壓與溫度之間的關(guān)系