2025年大學儀器科學與技術(shù)（儀表研發(fā)設(shè)計）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：本大題共10小題，每小題3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.霍爾傳感器C.光纖傳感器D.氣敏傳感器2.儀器儀表的精度等級是根據(jù)什么來劃分的？A.絕對誤差B.相對誤差C.引用誤差D.系統(tǒng)誤差3.下列哪種信號調(diào)理電路可用于將傳感器輸出的微弱信號放大？A.低通濾波器B.高通濾波器C.差動放大器D.積分器4.智能儀器中常用的微處理器不包括以下哪種？A.ARMB.MIPSC.DSPD.FPGA5.儀表放大器的特點不包括以下哪一項？A.高共模抑制比B.高增益C.低輸出阻抗D.高輸入阻抗6.以下哪種通信接口常用于儀器儀表與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸？A.USBB.CANC.RS-485D.以上都是7.傳感器的靜態(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8.數(shù)字電壓表中常用的A/D轉(zhuǎn)換方法不包括以下哪種？A.逐次逼近式B.雙積分式C.并行比較式D.電容式9.儀器儀表的零點輸出不為零，這種現(xiàn)象稱為？A.零點漂移B.靈敏度漂移C.線性度變差D.遲滯現(xiàn)象10.以下哪種技術(shù)可用于提高儀器儀表的抗干擾能力？A.屏蔽技術(shù)B.濾波技術(shù)C.接地技術(shù)D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請在橫線上填上正確答案。1.儀器儀表一般由______、______、______、______和______組成。2.傳感器的動態(tài)特性主要包括______和______。3.信號調(diào)理電路的主要功能有______、______、______等。4.智能儀器的軟件系統(tǒng)通常包括______和______。5.常用的顯示器件有______、______、______等。三、簡答題（共20分）答題要求：簡要回答下列問題，每題10分。1.簡述傳感器的定義和作用。2.說明數(shù)字濾波與模擬濾波相比有哪些優(yōu)點。四、分析題（共20分）材料：有一個測量溫度的傳感器，其輸出信號為電壓信號，范圍是0-5V，對應(yīng)溫度范圍是0-100℃。現(xiàn)在設(shè)計一個信號調(diào)理電路，要求將該電壓信號轉(zhuǎn)換為0-10V的電壓信號輸出，以便后續(xù)處理。答題要求：請分析并設(shè)計該信號調(diào)理電路，說明所采用的電路類型及主要元件參數(shù)。五、設(shè)計題（共20分）材料：設(shè)計一個智能溫度控制儀表，要求能夠?qū)崟r采集溫度數(shù)據(jù)，當溫度低于設(shè)定值時，啟動加熱設(shè)備；當溫度高于設(shè)定值時，啟動制冷設(shè)備。答題要求：請描述該智能溫度控制儀表的總體設(shè)計思路，包括硬件組成和軟件流程。答案：一、選擇題1.D2.C3.C4.D5.C6.D7.C8.D9.A10.D二、填空題1.傳感器、信號調(diào)理電路、微處理器、顯示電路、電源電路2.響應(yīng)特性、過渡特性3.放大、濾波、線性化、隔離4.系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件5.數(shù)碼管、液晶顯示器、發(fā)光二極管三、簡答題1.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。作用是將各種非電量（如溫度、壓力、位移等）轉(zhuǎn)換為電量（如電壓、電流、電阻等），以便于后續(xù)的測量、處理和控制。2.數(shù)字濾波優(yōu)點：可靠性高，不存在元件老化、溫度變化等影響；靈活性高，可通過軟件改變?yōu)V波參數(shù)；不會產(chǎn)生硬件成本增加；可對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波；可同時對多個通道信號進行濾波。四、可采用同相比例運算放大器電路。選用一個運算放大器，如LM741。根據(jù)同相比例運算公式Av=1+Rf/R1，已知輸入電壓范圍0-5V，輸出要0-10V，設(shè)R1=10kΩ，則Rf=10kΩ。輸入電壓接入同相輸入端，輸出端經(jīng)反饋電阻Rf接到輸入端，反相輸入端接地。五、硬件組成：溫度傳感器采集溫度信號，經(jīng)信號調(diào)理電路處理后送微處理器（如單片機）；微處理器根據(jù)設(shè)定