2025年大學(xué)（測控技術(shù)與儀器）自動檢測技術(shù)基礎(chǔ)測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。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.測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性不包括以下哪一項？A.線性度B.靈敏度C.響應(yīng)時間D.重復(fù)性3.某傳感器的輸出信號與輸入信號之間的關(guān)系為y=2x+3，則該傳感器的靈敏度為？A.2B.3C.5D.64.以下哪種濾波電路常用于去除信號中的高頻噪聲？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.熱電偶的工作原理是基于？A.熱電效應(yīng)B.光電效應(yīng)C.壓阻效應(yīng)D.壓電效應(yīng)6.以下哪種放大器可用于將微弱的傳感器信號放大并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號？A.電壓放大器B.功率放大器C.電荷放大器D.隔離放大器7.測量溫度時，以下哪種溫度計的精度最高？A.水銀溫度計B.熱電偶溫度計C.鉑電阻溫度計D.熱敏電阻溫度計8.某壓力傳感器的量程為0-10MPa，精度等級為0.5級，則其最大允許誤差為？A.0.±0.05MPaB.0.±0.1MPaC.0.±0.2MPaD.0.±0.5MPa9.以下哪種傳感器可用于測量位移？A.超聲波傳感器B.加速度傳感器C.濕度傳感器D.氣體傳感器10.信號調(diào)理電路的主要作用不包括以下哪一項？A.放大B.濾波C.數(shù)字化D.線性化11.以下哪種傳感器屬于有源傳感器？A.電阻應(yīng)變片B.壓電陶瓷C.光電二極管D.熱敏電阻12.測量系統(tǒng)的動態(tài)特性中，反映系統(tǒng)對不同頻率輸入信號響應(yīng)特性的是？A.時間常數(shù)B.固有頻率C.阻尼比D.頻率響應(yīng)特性13.某傳感器的線性度指標(biāo)為±0.1%，則其在滿量程輸出時的最大非線性誤差為？A.滿量程輸出值的±0.1%B.滿量程輸出值的±0.01%C.滿量程輸出值的±1%D.滿量程輸出值的±0.001%14.以下哪種濾波算法適用于實時信號處理且能有效抑制噪聲？A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.維納濾波15.應(yīng)變片測量應(yīng)變時，其電阻變化與應(yīng)變的關(guān)系符合？A.歐姆定律B.胡克定律C.基爾霍夫定律D.牛頓定律16.以下哪種傳感器常用于測量轉(zhuǎn)速？A.磁電式傳感器B.電容式傳感器C.電感式傳感器D.光纖傳感器17.信號采集系統(tǒng)中，采樣頻率應(yīng)滿足？A.大于信號最高頻率的2倍B.等于信號最高頻率C.小于信號最高頻率的2倍D.與信號最高頻率無關(guān)18.某傳感器的輸出信號為4-20mA電流信號，其對應(yīng)的輸入信號范圍為0-100℃，則當(dāng)輸入溫度為50℃時，輸出電流為？A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA19.以下哪種傳感器可用于檢測氣體濃度？A.氣敏傳感器B.光纖傳感器C.超聲波傳感器D.加速度傳感器20.測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性中，重復(fù)性是指？A.測量系統(tǒng)在多次測量同一輸入量時，輸出量的一致性B.測量系統(tǒng)輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系C.測量系統(tǒng)對不同輸入量的響應(yīng)特性D.測量系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡述傳感器的定義、組成及分類。22.（10分）說明測量系統(tǒng)靜態(tài)特性中線性度和靈敏度的概念，并舉例說明如何計算線性度和靈敏度。23.（10分）某溫度傳感器的輸出電壓與溫度的關(guān)系為V=0.05T+2（V為輸出電壓，T為溫度，單位℃），現(xiàn)有一溫度范圍為0-100℃的溫度信號需要測量，要求測量誤差不超過±1℃。若采用A/D轉(zhuǎn)換器對輸出電壓進(jìn)行數(shù)字化處理，A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為0.01V，試計算該測量系統(tǒng)能否滿足測量要求？24.（15分）閱讀以下材料：在工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要對壓力進(jìn)行精確測量和控制。壓力傳感器是實現(xiàn)壓力測量的關(guān)鍵部件之一。某壓力傳感器采用應(yīng)變片作為敏感元件，通過測量應(yīng)變片的電阻變化來檢測壓力。已知該壓力傳感器的量程為0-10MPa，靈敏度為2mV/Pa，當(dāng)壓力為5MPa時，應(yīng)變片的電阻變化率為多少？若該傳感器輸出信號經(jīng)過放大電路放大100倍后再進(jìn)行采集，采集卡的輸入電壓范圍為0-5V，問此時采集卡能否正常采集該放大后的信號？25.（15分）材料：在自動化檢測系統(tǒng)中，信號調(diào)理電路起著至關(guān)重要的作用。它能夠?qū)鞲衅鬏敵龅奈⑷跣盘栠M(jìn)行放大、濾波、線性化等處理，使其滿足后續(xù)處理和顯示的要求。例如，某應(yīng)變片傳感器輸出的電阻變化信號非常微弱，需要經(jīng)過信號調(diào)理電路進(jìn)行處理。已知應(yīng)變片的電阻變化范圍為0.1-1Ω，輸出電壓信號范圍為0-10mV，要求經(jīng)過調(diào)理后的信號為0-5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號。請設(shè)計一個信號調(diào)理電路，說明其主要組成部分及工作原理。答案：1.C2.C3.A4.A5.A6.A7.C8.A9.A10.C11.B12.D13.A14.B15.B16.A17.A18.B19.A20.A21.傳感器是能感受規(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。組成包括敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路等。分類有按工作原理分，如電阻式、電容式、電感式等；按被測量分，如壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器等；按能量關(guān)系分，有源傳感器和無源傳感器。22.線性度是指測量系統(tǒng)輸出量與輸入量之間保持線性關(guān)系的程度。靈敏度是指測量系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出變化量與輸入變化量的比值。計算線性度例如某傳感器輸出y與輸入x關(guān)系為y=kx+b，線性度可通過計算實際輸出與理想線性輸出的最大偏差與滿量程輸出的比值；靈敏度計算如某壓力傳感器，輸出電壓變化量與壓力變化量的比值即為靈敏度。23.當(dāng)T=0℃時，V=2V；當(dāng)T=100℃時，V=0.05×100+2=7V。測量誤差不超過±1℃時，對應(yīng)電壓變化范圍為：V1=0.05×(50-1)+2=4.95V，V2=0.05×(50+1)+2=5.05V。A/D轉(zhuǎn)換器分辨率為0.01V，能分辨的最小電壓變化為0.01V，可以分辨出4.95V到5.05V之間的電壓變化，所以該測量系統(tǒng)能滿足測量要求。24.當(dāng)壓力為5MPa時，輸出電壓變化量ΔV=5×10^6×2×10^-3=10000mV=V。應(yīng)變片電阻變化率由靈敏度公式計算，靈敏度為2mV/Pa，壓力為5MPa=5×10^6Pa，所以電阻變化率與輸出電壓變化量成正比，可算出電阻變化率。放大100倍后輸出電壓為1000V，采集卡輸入電壓范圍為0-