儀器儀表制造工高級(jí)工模擬考試題與參考答案一、選擇題（每題2分，共40分）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.霍爾傳感器D.熱敏電阻參考答案：C?；魻杺鞲衅髦饕糜跍y量磁場、電流、位移等物理量，而熱電偶、熱電阻、熱敏電阻都是常見的溫度傳感器。2.在儀表測量中，絕對(duì)誤差與被測量真值之比稱為（）A.相對(duì)誤差B.引用誤差C.基本誤差D.附加誤差參考答案：A。相對(duì)誤差的定義就是絕對(duì)誤差與被測量真值之比；引用誤差是絕對(duì)誤差與儀表量程之比；基本誤差是儀表在規(guī)定條件下的誤差；附加誤差是在偏離規(guī)定條件時(shí)產(chǎn)生的誤差。3.某壓力傳感器的量程為0-10MPa，精度等級(jí)為0.5級(jí)，則該傳感器的最大允許誤差為（）A.±0.05MPaB.±0.5MPaC.±5MPaD.±0.005MPa參考答案：A。根據(jù)精度等級(jí)的定義，最大允許誤差=量程×精度等級(jí)÷100，即10×0.5÷100=±0.05MPa。4.以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大功能（）A.積分電路B.微分電路C.運(yùn)算放大器電路D.濾波電路參考答案：C。運(yùn)算放大器電路可以通過不同的反饋方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、比例、求和等多種運(yùn)算；積分電路用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算；微分電路用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算；濾波電路用于濾除信號(hào)中的特定頻率成分。5.在數(shù)字儀表中，A/D轉(zhuǎn)換器的作用是（）A.將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)B.將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)C.對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大D.對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理參考答案：A。A/D轉(zhuǎn)換器即模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其主要作用是將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，以便于數(shù)字儀表進(jìn)行處理和顯示。6.以下哪種材料常用于制造熱電偶（）A.銅B.鋁C.鉑銠合金D.不銹鋼參考答案：C。鉑銠合金具有良好的熱電性能、穩(wěn)定性和耐高溫性能，常用于制造熱電偶；銅和鋁主要用于導(dǎo)電；不銹鋼主要用于制造機(jī)械結(jié)構(gòu)部件。7.儀表的靈敏度是指（）A.儀表輸出變化量與輸入變化量之比B.儀表輸入變化量與輸出變化量之比C.儀表的最大測量值與最小測量值之比D.儀表的精度等級(jí)參考答案：A。靈敏度反映了儀表對(duì)被測量變化的敏感程度，即輸出變化量與輸入變化量之比。8.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪種控制方式屬于開環(huán)控制（）A.定值控制B.隨動(dòng)控制C.程序控制D.前饋控制參考答案：D。前饋控制是根據(jù)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制，不考慮系統(tǒng)的輸出，屬于開環(huán)控制；定值控制、隨動(dòng)控制和程序控制都需要根據(jù)系統(tǒng)的輸出進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，屬于閉環(huán)控制。9.以下哪種儀表可以用于測量流量（）A.壓力計(jì)B.溫度計(jì)C.流量計(jì)D.液位計(jì)參考答案：C。流量計(jì)是專門用于測量流體流量的儀表；壓力計(jì)用于測量壓力；溫度計(jì)用于測量溫度；液位計(jì)用于測量液位高度。10.某儀表的顯示值為50，實(shí)際值為51，則該儀表的絕對(duì)誤差為（）A.-1B.1C.-0.0196D.0.0196參考答案：A。絕對(duì)誤差=顯示值-實(shí)際值，即50-51=-1。11.以下哪種傳感器可以用于測量位移（）A.光電傳感器B.超聲波傳感器C.電感式傳感器D.以上都是參考答案：D。光電傳感器可以通過檢測光的變化來測量位移；超聲波傳感器可以利用超聲波的傳播時(shí)間來測量距離和位移；電感式傳感器可以根據(jù)電感量的變化來測量位移。12.在儀表安裝過程中，儀表與管道的連接方式有（）A.螺紋連接B.法蘭連接C.焊接連接D.以上都是參考答案：D。在實(shí)際的儀表安裝中，根據(jù)不同的工況和要求，儀表與管道可以采用螺紋連接、法蘭連接或焊接連接等方式。13.以下哪種濾波方法可以有效去除信號(hào)中的高頻噪聲（）A.低通濾波B.高通濾波C.帶通濾波D.帶阻濾波參考答案：A。低通濾波是允許低頻信號(hào)通過，而抑制高頻信號(hào)，所以可以有效去除信號(hào)中的高頻噪聲；高通濾波則相反，允許高頻信號(hào)通過，抑制低頻信號(hào)；帶通濾波允許一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過；帶阻濾波則抑制一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。14.儀表的零點(diǎn)遷移是指（）A.改變儀表的量程B.改變儀表的零點(diǎn)C.改變儀表的精度D.改變儀表的靈敏度參考答案：B。零點(diǎn)遷移就是將儀表的零點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)，使儀表在不同的起始值下進(jìn)行測量，而不改變量程、精度和靈敏度。15.以下哪種控制算法在工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.PID控制參考答案：D。PID控制算法結(jié)合了比例、積分和微分三種控制作用，具有控制精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛。16.某儀表的精度等級(jí)為1.0級(jí)，量程為0-100，則該儀表的最大允許誤差為（）A.±1B.±0.1C.±10D.±0.01參考答案：A。根據(jù)精度等級(jí)的計(jì)算公式，最大允許誤差=量程×精度等級(jí)÷100，即100×1.0÷100=±1。17.以下哪種傳感器可以用于檢測氣體濃度（）A.濕度傳感器B.氣體傳感器C.壓力傳感器D.溫度傳感器參考答案：B。氣體傳感器是專門用于檢測氣體濃度的傳感器；濕度傳感器用于測量濕度；壓力傳感器用于測量壓力；溫度傳感器用于測量溫度。18.在儀表調(diào)試過程中，對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)的目的是（）A.檢查儀表的外觀B.檢查儀表的安裝是否正確C.確定儀表的精度和誤差D.檢查儀表的電源是否正常參考答案：C。校準(zhǔn)的主要目的是通過與標(biāo)準(zhǔn)器具進(jìn)行比較，確定儀表的精度和誤差，使其測量結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。19.以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的濾波功能（）A.RC電路B.RL電路C.LC電路D.以上都是參考答案：D。RC電路、RL電路和LC電路都可以通過不同的參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通或帶阻等濾波功能。20.儀表的可靠性是指（）A.儀表在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力B.儀表的精度和穩(wěn)定性C.儀表的靈敏度和分辨率D.儀表的抗干擾能力參考答案：A?？煽啃缘亩x就是儀表在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力；精度和穩(wěn)定性是儀表的重要性能指標(biāo)，但不是可靠性的定義；靈敏度和分辨率反映了儀表對(duì)被測量的敏感程度和分辨能力；抗干擾能力是儀表在有干擾的環(huán)境下正常工作的能力。二、判斷題（每題2分，共20分）1.熱電偶的熱電勢與熱電偶的材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)。（）參考答案：正確。熱電偶的熱電勢主要取決于熱電偶的材料以及熱端和冷端的溫度差，而與熱電偶的長度和直徑?jīng)]有直接關(guān)系。2.儀表的精度等級(jí)越高，其測量誤差就越小。（）參考答案：正確。精度等級(jí)是衡量儀表測量誤差大小的一個(gè)指標(biāo)，精度等級(jí)越高，允許的最大誤差就越小，測量誤差也就相對(duì)越小。3.數(shù)字儀表的分辨率越高，其測量精度就越高。（）參考答案：錯(cuò)誤。分辨率是指儀表能夠分辨的最小測量值變化，而測量精度還受到其他因素的影響，如儀表的校準(zhǔn)、干擾等，所以分辨率高并不一定意味著測量精度高。4.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，閉環(huán)控制比開環(huán)控制更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確。（）參考答案：正確。閉環(huán)控制通過反饋環(huán)節(jié)將系統(tǒng)的輸出與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠及時(shí)糾正系統(tǒng)的誤差，所以比開環(huán)控制更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確。5.傳感器的靈敏度越高越好。（）參考答案：錯(cuò)誤。雖然靈敏度高可以使傳感器對(duì)被測量的變化更敏感，但過高的靈敏度可能會(huì)導(dǎo)致傳感器對(duì)噪聲和干擾也更加敏感，從而影響測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，所以靈敏度應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用需求來選擇。6.儀表的零點(diǎn)調(diào)整和量程調(diào)整可以相互獨(dú)立進(jìn)行。（）參考答案：錯(cuò)誤。在實(shí)際的儀表調(diào)整中，零點(diǎn)調(diào)整和量程調(diào)整通常是相互關(guān)聯(lián)的，調(diào)整其中一個(gè)可能會(huì)對(duì)另一個(gè)產(chǎn)生影響，需要反復(fù)進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)。7.壓力傳感器只能測量氣體壓力，不能測量液體壓力。（）參考答案：錯(cuò)誤。壓力傳感器可以測量氣體壓力和液體壓力，不同類型的壓力傳感器適用于不同的壓力測量場合。8.濾波電路可以完全消除信號(hào)中的噪聲。（）參考答案：錯(cuò)誤。濾波電路只能根據(jù)其濾波特性對(duì)特定頻率的噪聲進(jìn)行抑制，但不能完全消除信號(hào)中的所有噪聲，因?yàn)樵肼暤念l率成分可能非常復(fù)雜。9.PID控制算法中的積分作用可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）參考答案：正確。積分作用是對(duì)偏差進(jìn)行積分，隨著時(shí)間的積累，積分項(xiàng)會(huì)不斷增大，直到消除穩(wěn)態(tài)誤差。10.儀表的安裝位置對(duì)其測量結(jié)果沒有影響。（）參考答案：錯(cuò)誤。儀表的安裝位置會(huì)影響其測量結(jié)果，例如安裝位置不當(dāng)可能會(huì)受到振動(dòng)、溫度、壓力等因素的影響，從而導(dǎo)致測量誤差增大。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述熱電偶的工作原理。參考答案：熱電偶是基于熱電效應(yīng)工作的。當(dāng)兩種不同的金屬導(dǎo)體A和B組成一個(gè)閉合回路時(shí)，如果兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同，即熱端溫度為T，冷端溫度為T0，那么在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢。這是因?yàn)椴煌饘僦械淖杂呻娮用芏炔煌?，?dāng)它們接觸時(shí)會(huì)發(fā)生電子的擴(kuò)散，在接點(diǎn)處形成電位差。熱端和冷端由于溫度不同，電子的擴(kuò)散程度也不同，從而在整個(gè)回路中形成一個(gè)總的熱電動(dòng)勢。通過測量這個(gè)熱電動(dòng)勢，就可以根據(jù)熱電偶的分度表來確定熱端的溫度。2.什么是儀表的精度等級(jí)？如何確定儀表的精度等級(jí)？參考答案：儀表的精度等級(jí)是衡量儀表測量精度高低的一個(gè)指標(biāo)，它表示儀表在規(guī)定條件下的最大允許誤差占儀表量程的百分比。確定儀表精度等級(jí)的步驟如下：首先，在規(guī)定的條件下對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)，測量其在不同測量點(diǎn)的絕對(duì)誤差。然后，計(jì)算出各個(gè)測量點(diǎn)的相對(duì)誤差和引用誤差。最后，選取其中最大的引用誤差，并將其化為百分?jǐn)?shù)形式，根據(jù)國家規(guī)定的精度等級(jí)系列，選取最接近且不小于該最大引用誤差的精度等級(jí)作為該儀表的精度等級(jí)。例如，如果計(jì)算得到的最大引用誤差為1.2%，則該儀表的精度等級(jí)應(yīng)確定為1.5級(jí)。3.簡述PID控制算法的基本原理和各控制作用的特點(diǎn)。參考答案：PID控制算法是一種常用的反饋控制算法，其基本原理是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定值與實(shí)際輸出值之間的偏差，通過比例（P）、積分（I）和微分（D）三種控制作用的線性組合來計(jì)算控制量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精確控制。比例控制作用的特點(diǎn)是能夠快速響應(yīng)偏差，偏差越大，控制作用越強(qiáng)，但比例控制不能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)偏差。積分控制作用的特點(diǎn)是對(duì)偏差進(jìn)行積分，隨著時(shí)間的積累，積分項(xiàng)會(huì)不斷增大，直到消除穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢，甚至引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。微分控制作用的特點(diǎn)是根據(jù)偏差的變化率來產(chǎn)生控制作用，能夠提前預(yù)測偏差的變化趨勢，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但微分控制對(duì)噪聲比較敏感，容易引入噪聲干擾。四、計(jì)算題（10分）某壓力傳感器的量程為0-20MPa，精度等級(jí)為1.0級(jí)?，F(xiàn)用該傳感器測量某管道內(nèi)的壓力，顯示值為12MPa。試計(jì)算該測量值的最大可能誤差和相對(duì)誤差。參考答案：1.首先計(jì)算最