2025年大學(xué)測控技術(shù)與儀器（測控技術(shù)基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，請將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）w1.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.熱電偶傳感器C.光纖傳感器D.霍爾傳感器w2.測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.線性度B.靈敏度C.響應(yīng)時(shí)間D.重復(fù)性w3.下列關(guān)于傳感器的說法，錯(cuò)誤的是（）A.傳感器是獲取信息的關(guān)鍵部件B.傳感器的輸出信號(hào)只能是電信號(hào)C.傳感器需要滿足高精度、高可靠性等要求D.不同類型傳感器適用于不同測量場景w4.對于一個(gè)線性測量系統(tǒng)，其靈敏度為2mV/℃，當(dāng)輸入溫度變化5℃時(shí)，輸出電壓變化為（）A.5mVB.10mVC.15mVD.20mVw5.以下哪種濾波電路常用于去除高頻噪聲？（）A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器w6.信號(hào)調(diào)理電路的作用不包括（）A.放大信號(hào)B.濾波C.數(shù)字化轉(zhuǎn)換D.線性化處理w7.某傳感器的量程為0-100MPa，精度等級(jí)為0.5級(jí)，則其最大允許誤差為（）A.0.05MPaB.0.1MPaC.0.5MPaD.1MPaw8.以下哪種數(shù)據(jù)采集方式適用于對連續(xù)信號(hào)的長時(shí)間監(jiān)測？（）A.定時(shí)采樣B.同步采樣C.異步采樣D.過采樣w9.測量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性中，能夠反映系統(tǒng)對不同頻率輸入信號(hào)的響應(yīng)特性的是（）A.上升時(shí)間B.幅頻特性C.相頻特性D.固有頻率w10.下列關(guān)于智能傳感器的說法正確的是（）A.智能傳感器只是將傳統(tǒng)傳感器與微處理器簡單組合B.智能傳感器具有自診斷、自適應(yīng)等功能C.智能傳感器不能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理D.智能傳感器比傳統(tǒng)傳感器精度更低第II卷（非選擇題共70分）w11.（10分）簡述傳感器的組成部分及其作用。w12.（15分）說明測量系統(tǒng)靜態(tài)特性中線性度、靈敏度、重復(fù)性的定義及意義。w13.（15分）有一溫度測量系統(tǒng)，采用熱電偶作為傳感器，其靈敏度為50μV/℃，信號(hào)調(diào)理電路放大倍數(shù)為100，輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后為數(shù)字量。已知輸入溫度為20℃時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為1000。若輸入溫度變?yōu)?0℃，求此時(shí)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。w14.（15分）材料：在工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確測量和控制?，F(xiàn)有一轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，由磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。問題：請分析該轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的工作原理，并說明各部分的作用。w15.（15分）材料：某壓力測量系統(tǒng)采用應(yīng)變片式壓力傳感器，其輸出電壓與壓力呈線性關(guān)系。在實(shí)際測量中，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果存在一定誤差。經(jīng)分析，可能是傳感器的線性度不夠理想，以及信號(hào)傳輸過程中受到干擾。問題：針對上述問題，提出改進(jìn)該壓力測量系統(tǒng)精度的措施。答案：w1.Cw2.Cw3.Bw4.Bw5.Aw6.Cw7.Cw8.Aw9.Bw10.Bw11.傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路組成。敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量；轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；基本轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理，如放大、濾波等，以獲得便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號(hào)。w12.線性度是指測量系統(tǒng)輸出與輸入之間保持線性關(guān)系的程度，反映測量系統(tǒng)在全量程范圍內(nèi)的線性特性，理想線性度能保證測量準(zhǔn)確性。靈敏度是指測量系統(tǒng)輸出量變化與引起此變化的輸入量變化之比，體現(xiàn)系統(tǒng)對輸入變化的敏感程度。重復(fù)性是指測量系統(tǒng)在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)，所得特性曲線不一致的程度，重復(fù)性好說明系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性高。w13.首先計(jì)算輸入溫度為20℃時(shí)經(jīng)放大后的電壓：U1=50μV/℃×20℃×100=100000μV=100mV。已知此時(shí)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為1000，則數(shù)字量與電壓的比例關(guān)系為100mV對應(yīng)1000數(shù)字量，則1mV對應(yīng)10數(shù)字量。當(dāng)輸入溫度變?yōu)?0℃時(shí)，經(jīng)放大后的電壓U2=50μV/℃×30℃×100=150000μV=150mV，此時(shí)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為150×1＝1500。w14.工作原理：磁電式轉(zhuǎn)速傳感器隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電動(dòng)勢與轉(zhuǎn)速成正比。信號(hào)調(diào)理電路對傳感器輸出的微弱電動(dòng)勢進(jìn)行放大、濾波等處理，提高信號(hào)質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集卡將調(diào)理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于計(jì)算機(jī)處理。計(jì)算機(jī)對采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析、運(yùn)算，從而得到電機(jī)轉(zhuǎn)速，并可根據(jù)需求進(jìn)行控制。各部分作用：磁電式轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速到電動(dòng)勢的轉(zhuǎn)換；信號(hào)調(diào)理電路改善信號(hào)品質(zhì)；數(shù)據(jù)采集卡完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換；計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與控制。w15.對于傳感器線性度問題，可采用線性化電路對傳感器輸出進(jìn)行補(bǔ)償，使其輸出更接近理想線性關(guān)系。對于