2025年大學（測控技術與儀器）測控技術基礎試題及答案

（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。請將正確答案的序號填在題后的括號內。1.以下哪種傳感器不屬于基于物理效應的傳感器？（）A.應變片傳感器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.響應特性D.重復性3.對于一階測量系統(tǒng)，其時間常數τ越小，則系統(tǒng)的響應（）。A.越慢B.越快C.不變D.先快后慢4.下列哪種濾波方法屬于數字濾波？（）A.低通濾波B.中值濾波C.帶通濾波D.高通濾波5.傳感器的輸出信號達到穩(wěn)定值的95%時所需的時間稱為（）。A.上升時間B.響應時間C.延遲時間D.調節(jié)時間6.測量誤差按其性質可分為（）。A.絕對誤差和相對誤差B.系統(tǒng)誤差和隨機誤差C.粗大誤差和平均誤差D.動態(tài)誤差和靜態(tài)誤差7.以下哪種傳感器可用于測量壓力？（）A.熱敏電阻B.電容式傳感器C.光電傳感器D.超聲波傳感器8.線性度是指傳感器的輸出與輸入之間的（）。A.線性關系程度B.非線性關系程度C.比例關系程度D.積分關系程度9.測量系統(tǒng)的動態(tài)特性主要取決于（）。A.傳感器B.測量電路C.顯示裝置D.以上都對10.以下哪種傳感器屬于有源傳感器？（）A.電阻應變片B.壓電晶體C.熱電偶D.光電二極管11.傳感器的靜態(tài)特性指標中，分辨率是指（）。A.傳感器能檢測到的最小輸入變化量B.傳感器輸出量與輸入量的比值C.傳感器輸出信號的變化范圍D.傳感器的測量精度12.對于二階測量系統(tǒng)，其固有頻率ωn越高，則系統(tǒng)的響應（）。A.越慢B.越快C.不變D.先快后慢13.以下哪種濾波方法可以有效抑制周期性干擾？（）A.低通濾波B.帶阻濾波C.高通濾波D.中值濾波14.傳感器的遲滯現(xiàn)象是指（）。A.輸入量增大和減小期間輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象B.傳感器輸出信號隨時間變化的現(xiàn)象C.傳感器對不同輸入信號的響應特性不同的現(xiàn)象D.傳感器輸出信號的非線性現(xiàn)象15.測量系統(tǒng)的靈敏度是指（）。A.輸出量與輸入量的比值B.輸入量與輸出量的比值C.輸出量的變化量與輸入量的變化量的比值D.輸入量的變化量與輸出量的變化量的比值16.以下哪種傳感器可用于測量溫度？（）A.應變片傳感器B.熱電阻傳感器C.霍爾傳感器D.電容式傳感器17.傳感器的重復性是指（）。A.在同一工作條件下，傳感器對同一輸入量多次測量輸出值的一致性程度B.傳感器輸出信號隨時間變化的現(xiàn)象C.傳感器對不同輸入信號的響應特性不同的現(xiàn)象D.傳感器輸出信號的非線性現(xiàn)象18.對于一階測量系統(tǒng)，當輸入為階躍信號時，其輸出響應為（）。A.指數上升曲線B.正弦曲線C.拋物線D.直線19.以下哪種濾波方法適用于去除脈沖干擾？（）A.低通濾波B.中值濾波C.帶通濾波D.高通濾波20.傳感器的零點輸出是指（）。A.輸入量為零時傳感器的輸出值B.傳感器輸出量的最小值C.傳感器輸出信號的變化范圍D.傳感器的測量精度第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（每題2分，共10分）答題要求：請在每題的橫線上填上正確答案。1.傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由______、______和______三部分組成。2.測量系統(tǒng)的動態(tài)特性主要由其______和______來描述。3.傳感器的靜態(tài)特性指標包括______、______、______、______和______等。4.數字濾波是通過______來實現(xiàn)的，常用的數字濾波方法有______、______、______等。5.對于二階測量系統(tǒng)，當阻尼比ζ=______時，系統(tǒng)的響應為無阻尼振蕩；當ζ>______時，系統(tǒng)的響應為過阻尼狀態(tài)。（二）簡答題（每題5分，共20分）答題要求：簡要回答問題，答案應條理清晰，語言簡潔。1.簡述傳感器的分類方法。2.什么是測量誤差？測量誤差有哪些分類？3.簡述一階測量系統(tǒng)的動態(tài)特性。4.數字濾波有哪些優(yōu)點？（三）分析題（每題10分，共20分）答題要求：分析問題，給出合理的解答過程。1.已知某傳感器的輸出特性為y=2x+1，其中x為輸入量，y為輸出量。當輸入量x=5時，求輸出量y的值；若測量得到輸出量y=11，求輸入量x的值。分析該傳感器的線性度。2.某一階測量系統(tǒng)的時間常數τ=0.1s，當輸入一個階躍信號x(t)=5u(t)時，求系統(tǒng)的輸出響應y(t)，并分析系統(tǒng)的響應特性。（四）材料分析題（每題10分，共10分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：在工業(yè)生產中，常常需要對溫度進行精確測量和控制。某工廠采用了一種溫度傳感器來測量生產環(huán)境的溫度，并將測量結果傳輸給控制系統(tǒng)。該溫度傳感器的測量范圍為0℃-100℃，精度為±0.5℃。在一次測量過程中，傳感器輸出的電壓信號為2.5V，已知該傳感器的靈敏度為0.025V/℃。問題：1.根據傳感器輸出的電壓信號，計算當前測量的溫度值。2.分析該溫度傳感器的測量精度對生產過程的影響。（五）設計題（每題10分，共10分）答題要求：根據題目要求，設計合理的方案。設計一個簡單的測量系統(tǒng)，用于測量某物體的位移。要求：1.選擇合適的傳感器，并說明其工作原理。2.設計測量電路，將傳感器輸出信號轉換為便于測量的電壓信號。3.簡述測量系統(tǒng)的工作流程。答案：1.C2.C3.B4.B5.D6.B7.B8.A9.D10.C11.A12.B13.B14.A15.C16.B17.A18.A19.B20.A填空題答案：1.敏感元件、轉換元件、基本轉換電路2.傳遞函數、頻率響應函數3.線性度、靈敏度、分辨率、重復性、遲滯4.軟件編程、中值濾波、均值濾波、限幅濾波5.0、1簡答題答案：1.按工作原理分類、按被測量分類、按輸出信號分類、按能量關系分類等。2.測量誤差是指測量結果與被測量真值之間的差異。分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。3.一階測量系統(tǒng)的動態(tài)特性主要由時間常數τ來描述，其輸出響應為指數上升曲線，τ越小響應越快。4.數字濾波不需要硬件設備，可靠性高；可根據需要選擇不同的濾波方法；靈活性強，可對不同信號進行濾波。分析題答案：1.當x=5時，y=2×5+1=11；當y=11時，11=2x+1，解得x=5。該傳感器線性度良好，輸出與輸入呈線性關系。2.系統(tǒng)的輸出響應y(t)=5(1-e^(-10t))u(t)。系統(tǒng)響應特性為：隨著時間推移，輸出逐漸趨近于輸入值，但有一定延遲，時間常數τ決定了響應速度。材料分析題答案：1.溫度值T=(2.5-0)/(0.025)=100℃。2.測量精度為±0.5℃，若溫度控制要求較高，該精度可能會導致溫度控制偏差，影響產品質量和