2025年大學(xué)大一（測(cè)控技術(shù)與儀器）儀器儀表原理基礎(chǔ)階段測(cè)試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.下列關(guān)于儀器儀表基本組成部分的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.傳感器用于感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)B.變換器用于對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行變換和處理C.顯示器只能顯示測(cè)量結(jié)果的數(shù)值D.電源為儀器儀表提供能量2.測(cè)量誤差按其性質(zhì)可分為（）A.絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差B.系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差C.動(dòng)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差D.基本誤差和附加誤差3.以下哪種傳感器不屬于基于物理效應(yīng)的傳感器（）A.應(yīng)變片式傳感器B.壓電式傳感器C.霍爾傳感器D.光纖傳感器4.線性度是指?jìng)鞲衅鬏敵雠c輸入之間的（）A.線性關(guān)系程度B.非線性關(guān)系程度C.比例關(guān)系D.積分關(guān)系5.靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下輸出變化量與輸入變化量的（）A.乘積B.比值C.差值D.和值6.下列關(guān)于儀器儀表精度等級(jí)的說(shuō)法，正確的是（）A.精度等級(jí)越高，測(cè)量誤差越小B.精度等級(jí)越低，測(cè)量誤差越小C.精度等級(jí)與測(cè)量誤差無(wú)關(guān)D.精度等級(jí)只與儀器儀表的價(jià)格有關(guān)7.以下哪種測(cè)量方法不屬于直接測(cè)量（）A.用電壓表測(cè)量電壓B.用電子天平稱質(zhì)量C.通過(guò)測(cè)量電阻、電壓計(jì)算功率D.用溫度計(jì)測(cè)溫度8.系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因不包括（）A.儀器本身的缺陷B.測(cè)量方法不完善C.環(huán)境因素變化D.測(cè)量人員的粗心9.隨機(jī)誤差的特點(diǎn)不包括（）A.有界性B.單峰性C.對(duì)稱性D.確定性10.粗大誤差產(chǎn)生的原因主要是（）A.測(cè)量方法不當(dāng)B.儀器精度不夠C.環(huán)境干擾D.測(cè)量人員的過(guò)失11.下列哪種儀器儀表屬于數(shù)字式測(cè)量?jī)x器（）A.指針式萬(wàn)用表B.示波器C.數(shù)字電壓表D.電位差計(jì)12.模擬式測(cè)量?jī)x器的特點(diǎn)不包括（）A.測(cè)量結(jié)果直觀B.抗干擾能力強(qiáng)C.測(cè)量速度較慢D.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量13.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)不包括（）A.線性度B.響應(yīng)時(shí)間C.重復(fù)性D.遲滯14.下列關(guān)于傳感器動(dòng)態(tài)特性的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.動(dòng)態(tài)特性反映傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性B.通過(guò)階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)描述C.響應(yīng)時(shí)間是階躍響應(yīng)的重要指標(biāo)D.動(dòng)態(tài)特性只與傳感器本身有關(guān)，與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)15.以下哪種濾波器屬于數(shù)字濾波器（）A.RC濾波器B.LC濾波器C.有源濾波器D.FIR濾波器16.信號(hào)調(diào)理電路的作用不包括（）A.放大信號(hào)B.濾波信號(hào)C.轉(zhuǎn)換信號(hào)形式D.產(chǎn)生信號(hào)17.下列關(guān)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的說(shuō)法，正確的是（）A.只采集模擬信號(hào)B.只采集數(shù)字信號(hào)C.可采集模擬和數(shù)字信號(hào)D.與信號(hào)調(diào)理無(wú)關(guān)18.測(cè)量不確定度表示測(cè)量結(jié)果的（）A.準(zhǔn)確性B.重復(fù)性C.可靠性D.分散性19.以下哪種校準(zhǔn)方法屬于絕對(duì)校準(zhǔn)法（）A.比較校準(zhǔn)法B.替代校準(zhǔn)法C.直接校準(zhǔn)法D.間接校準(zhǔn)法20.儀器儀表的可靠性不包括（）A.穩(wěn)定性B.可維護(hù)性C.安全性D.美觀性第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)?jiān)跈M線上填上正確答案。1.儀器儀表一般由傳感器、變換器、______和電源等部分組成。2.測(cè)量誤差是指測(cè)量結(jié)果與______之間的差異。3.傳感器的______是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定條件下，輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。4.數(shù)字濾波器是通過(guò)______來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能的。5.儀器儀表的校準(zhǔn)是指將儀器儀表與______進(jìn)行比較，以確定其示值誤差，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和修正的過(guò)程。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述儀器儀表的基本功能。2.說(shuō)明系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差的特點(diǎn)及處理方法。3.簡(jiǎn)述傳感器的分類(lèi)方法。4.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及工作原理。（三）分析題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。分析以下問(wèn)題。有一測(cè)量系統(tǒng)，其傳感器的靈敏度為0.5mV/℃，線性度為±0.5%，變換器的增益為10，輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大10倍后進(jìn)入顯示器。當(dāng)輸入溫度從20℃變化到30℃時(shí)，求顯示器輸出的變化范圍，并分析可能存在的誤差。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：在某工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)生產(chǎn)線上的溫度進(jìn)行精確測(cè)量和控制。采用了熱電偶傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量，通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路將傳感器輸出的微弱信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，再由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并處理，最后將溫度值顯示在顯示器上。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)溫度測(cè)量值有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大偏差，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)是由于熱電偶傳感器的接線松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良。問(wèn)題：請(qǐng)分析熱電偶傳感器接線松動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，并提出解決措施。（五）設(shè)計(jì)題（共5分）答題要求：本大題共1小題，5分。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量電路，用于測(cè)量電阻值，并說(shuō)明其工作原理。答案：1.C2.B3.D4.A5.B6.A7.C8.D9.D10.D11.C12.D13.B14.D15.D16.D17.C18.D19.C20.D填空題答案：1.顯示器2.被測(cè)量真值3.遲滯4.數(shù)字運(yùn)算5.標(biāo)準(zhǔn)量具簡(jiǎn)答題答案：1.儀器儀表的基本功能包括感受被測(cè)量、將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為便于測(cè)量和處理的信號(hào)、對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換和處理、顯示測(cè)量結(jié)果以及為儀器儀表提供能量等。2.系統(tǒng)誤差具有確定性、重復(fù)性，可通過(guò)校準(zhǔn)儀器、改進(jìn)測(cè)量方法等消除；隨機(jī)誤差具有有界性、單峰性、對(duì)稱性，可通過(guò)多次測(cè)量取平均值等減?。淮执笳`差是明顯偏離真值的誤差，應(yīng)剔除含有粗大誤差的數(shù)據(jù)。3.傳感器可按工作原理、被測(cè)量、輸出信號(hào)形式、測(cè)量方式等分類(lèi)。4.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等組成。工作原理是傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理后，由數(shù)據(jù)采集卡采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。分析題答案：傳感器輸出變化量為(30-20)×0.5=5mV，變換器輸出變化量為5×10=50mV，放大器輸出變化量為50×10=500mV。顯示器輸出變化范圍為±500×(1±0.5%)mV。誤差可能來(lái)自傳感器線性度、變換器增益誤差、放大器放大倍數(shù)誤差等。材料分析題答案：熱電偶傳感器接線松動(dòng)會(huì)導(dǎo)致接觸電阻