2025年大學(xué)（自動化）檢測技術(shù)與儀表進(jìn)階綜合測試卷及評分標(biāo)準(zhǔn)

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在題后的括號內(nèi)。1.以下哪種傳感器不屬于基于物理效應(yīng)的傳感器？（）A.應(yīng)變片傳感器B.壓電傳感器C.光纖傳感器D.霍爾傳感器2.對于一個線性度良好的傳感器，其輸出與輸入之間的關(guān)系為（）A.非線性關(guān)系B.線性關(guān)系C.指數(shù)關(guān)系D.對數(shù)關(guān)系3.測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性不包括以下哪一項？（）A.精度B.重復(fù)性C.響應(yīng)時間D.靈敏度4.以下哪種濾波器可以有效抑制高頻噪聲？（）A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器5.智能傳感器的核心是（）A.微處理器B.敏感元件C.信號調(diào)理電路D.通信接口6.在自動化檢測系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集的順序是（）A.采樣、量化、編碼B.量化、采樣、編碼C.編碼、采樣、量化D.采樣、編碼、量化第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（每題5分，共20分）答題要求：請在每題的橫線上填上正確答案。1.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、______等。2.熱電偶的工作原理是基于______效應(yīng)。3.常用的數(shù)字濾波方法有______濾波、中值濾波、限幅濾波等。4.自動化檢測系統(tǒng)一般由傳感器、信號調(diào)理電路、______、顯示記錄裝置等組成。（二）簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，內(nèi)容應(yīng)準(zhǔn)確、清晰、有條理。1.簡述傳感器的分類方法。2.說明測量系統(tǒng)動態(tài)特性的主要指標(biāo)及其含義。（三）分析題（每題15分，共15分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識，對給定的問題進(jìn)行分析和解答，要有分析過程和結(jié)論。材料：有一個測量溫度的傳感器，其輸出信號為電壓信號，在不同溫度下的輸出電壓值如下：溫度為20℃時，輸出電壓為1V；溫度為30℃時，輸出電壓為1.5V；溫度為40℃時，輸出電壓為2V。已知該傳感器的靈敏度為0.05V/℃。問題：計算該傳感器在25℃時的理論輸出電壓值，并分析其與實(shí)際測量值可能存在誤差的原因。（四）設(shè)計題（每題15分，共15分）答題要求：根據(jù)題目要求，設(shè)計一個自動化檢測系統(tǒng)或相關(guān)電路等，要說明設(shè)計思路、原理、主要組成部分及工作過程等。材料：要設(shè)計一個用于檢測某生產(chǎn)線上產(chǎn)品重量的自動化檢測系統(tǒng)，要求能夠?qū)崟r顯示產(chǎn)品重量，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行存儲和分析。問題：請設(shè)計該自動化檢測系統(tǒng)，說明主要組成部分及其功能。（五）綜合應(yīng)用題（每題20分，共20分）答題要求：綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決實(shí)際問題，要有詳細(xì)的解題步驟和結(jié)果。材料：有一個控制系統(tǒng)，需要對溫度進(jìn)行精確控制。采用了一個溫度傳感器測量溫度，其輸出信號經(jīng)過放大、濾波等處理后送入控制器?？刂破鞲鶕?jù)設(shè)定溫度與測量溫度的差值，通過PID算法調(diào)節(jié)加熱裝置的功率，以實(shí)現(xiàn)溫度的穩(wěn)定控制。已知溫度傳感器的測量范圍為0℃-100℃，靈敏度為0.1mV/℃，放大倍數(shù)為100，設(shè)定溫度為50℃。問題：當(dāng)測量溫度為45℃時，計算傳感器的輸出電壓值、放大后的電壓值以及控制器根據(jù)PID算法應(yīng)如何調(diào)節(jié)加熱裝置功率？答案：第I卷：1.C2.B3.C4.A5.A6.A第II卷：（一）1.零點(diǎn)輸出2.熱電3.均值4.數(shù)據(jù)采集裝置（二）1.按工作原理分，有物理傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器等；按被測量分，有溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等；按輸出信號分，有模擬傳感器、數(shù)字傳感器等；按基本效應(yīng)分，有應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器等；按構(gòu)成分，有基本型傳感器、組合型傳感器、應(yīng)用型傳感器。2.動態(tài)特性指標(biāo)主要有響應(yīng)時間，指系統(tǒng)受到階躍輸入后，輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的規(guī)定范圍所需的時間；上升時間，指系統(tǒng)響應(yīng)從零開始到首次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的規(guī)定范圍所需的時間；峰值時間，指系統(tǒng)響應(yīng)超過穩(wěn)態(tài)值達(dá)到第一個峰值所需的時間；超調(diào)量，指系統(tǒng)響應(yīng)超過穩(wěn)態(tài)值的最大偏差與穩(wěn)態(tài)值之比。（三）靈敏度為0.05V/℃，25℃時相對于20℃升高了5℃。則理論輸出電壓值為1+0.05×5=1.25V。誤差原因可能有傳感器本身的非線性、環(huán)境干擾、測量電路的噪聲、信號傳輸過程中的損耗等。（四）主要組成部分：稱重傳感器，用于測量產(chǎn)品重量并轉(zhuǎn)換為電信號；信號調(diào)理電路，對傳感器輸出信號進(jìn)行放大、濾波等處理；數(shù)據(jù)采集模塊，采集處理后的信號；顯示模塊，實(shí)時顯示產(chǎn)品重量；通信模塊，將重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。工作過程：稱重傳感器檢測產(chǎn)品重量轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)信號調(diào)理電路處理后由數(shù)據(jù)采集模塊采集，顯示模塊顯示重量，通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至上