2025年大學(xué)大三（檢測技術(shù)與自動化裝置）檢測技術(shù)考核試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)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B.熱電偶C.氣敏傳感器D.壓電傳感器2.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)時間D.重復(fù)性3.某傳感器的輸出信號為4-20mA，其滿量程輸出對應(yīng)的被測量值為100，則該傳感器的靈敏度為（）mA/單位被測量。A.0.16B.0.2C.16D.204.下列哪種濾波器可以有效抑制50Hz的工頻干擾？（）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.對于一階測量系統(tǒng)，時間常數(shù)τ越小，則系統(tǒng)的響應(yīng)速度（）。A.越慢B.越快C.不變D.不確定6.將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程稱為（）。A.編碼B.調(diào)制C.解調(diào)D.采樣7.某溫度傳感器的測量范圍是0-100℃，其精度等級為0.5級，則該傳感器的最大允許誤差為（）℃。A.0.5B.0.25C.0.1D.0.058.以下哪種測量方法不屬于直接測量？（）A.用萬用表測量電阻B.用電子天平稱質(zhì)量C.用電壓表測量電壓D.通過測量電流和電阻計(jì)算功率9.傳感器的線性度是指傳感器輸出與輸入之間保持（）關(guān)系的程度。A.直線B.曲線C.對數(shù)D.指數(shù)10.某壓力傳感器的量程為0-1MPa，其分辨率為0.1%，則該傳感器能分辨的最小壓力變化為（）Pa。A.10B.100C.1000D.10000第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題2分，共10分）1.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有線性度、靈敏度、重復(fù)性、遲滯和______。2.測量誤差按其性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和______。3.熱電偶的工作原理是基于______效應(yīng)。4.數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)包括精度高、可靠性好、靈活性強(qiáng)和______。5.傳感器的______是指傳感器在規(guī)定條件下，對隨時間按一定規(guī)律變化的輸入信號的響應(yīng)特性。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述檢測技術(shù)的主要任務(wù)。2.說明傳感器的組成部分及其作用。3.什么是測量系統(tǒng)的動態(tài)特性？常見的動態(tài)特性指標(biāo)有哪些？4.簡述數(shù)字濾波的幾種常見方法及其特點(diǎn)。四、分析題（每題15分，共30分）材料：某溫度控制系統(tǒng)采用熱敏電阻作為溫度傳感器，其輸出信號經(jīng)放大電路放大后，再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后送入單片機(jī)進(jìn)行處理。已知熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，放大電路的放大倍數(shù)為10，A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位。1.請分析該溫度測量系統(tǒng)的工作原理，并畫出其原理框圖。2.若該系統(tǒng)要測量的溫度范圍是0-100℃，當(dāng)溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為5kΩ，此時放大電路輸出電壓為2V，求A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。五、設(shè)計(jì)題（10分）材料：設(shè)計(jì)一個用于測量液位的檢測系統(tǒng)，要求能夠?qū)崟r顯示液位高度，并在液位超過設(shè)定上限時發(fā)出報(bào)警信號?？晒┻x擇的傳感器有超聲波液位傳感器、電容式液位傳感器等。請?jiān)O(shè)計(jì)該液位檢測系統(tǒng)的總體方案，包括傳感器的選擇、信號調(diào)理電路的設(shè)計(jì)、顯示電路的設(shè)計(jì)以及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)，并簡要說明各部分的工作原理。答案：一、選擇題：1.C2.C3.A4.D5.B6.D7.A8.D9.A10.C二、填空題：1.零點(diǎn)輸出2.粗大誤差3.熱電4.可程控5.動態(tài)特性三、簡答題：1.檢測技術(shù)的主要任務(wù)是獲取被測量的信息，并將其轉(zhuǎn)換為易于處理、傳輸和顯示的信號，以實(shí)現(xiàn)對各種物理量、化學(xué)量和生物量的準(zhǔn)確測量和控制。2.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。敏感元件感受被測量并輸出與被測量成某種關(guān)系的物理量；轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換為電信號；基本轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行進(jìn)一步處理，如放大、濾波、線性化等。3.測量系統(tǒng)的動態(tài)特性是指測量系統(tǒng)對于隨時間變化的輸入信號的響應(yīng)特性。常見的動態(tài)特性指標(biāo)有時間常數(shù)、上升時間、響應(yīng)時間、超調(diào)量、固有頻率、阻尼比等。4.常見數(shù)字濾波方法有算術(shù)平均濾波、加權(quán)平均濾波、中值濾波、限幅濾波等。算術(shù)平均濾波能有效抑制隨機(jī)干擾；加權(quán)平均濾波可根據(jù)不同情況對數(shù)據(jù)加權(quán)；中值濾波能消除脈沖干擾；限幅濾波可限制信號突變。四、分析題：1.工作原理：熱敏電阻隨溫度變化阻值改變，引起放大電路輸出電壓變化，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機(jī)對數(shù)字信號處理實(shí)現(xiàn)溫度測量。原理框圖：熱敏電阻→放大電路→A/D轉(zhuǎn)換器→單片機(jī)。2.首先計(jì)算A/D轉(zhuǎn)換器滿量程輸入電壓：Vref=2^8×分辨率電壓值，分辨率電壓值=參考電壓/2^8。假設(shè)參考電壓為5V，則分辨率電壓值=5V/256。放大電路輸出電壓為2V，對應(yīng)的數(shù)字量=2V/分辨率電壓值=2V/(5V/256)=102.4，取整為102。五、設(shè)計(jì)題：選擇超聲波液位傳感器，利用超聲波在空氣中傳播時間與液位高度關(guān)系測量液位。信號調(diào)理電路對傳感器輸出信號放大