2025年大學(xué)大二（醫(yī)學(xué)儀器原理）儀器設(shè)計(jì)方案綜合測(cè)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30分）請(qǐng)將每小題的正確答案填在題后的括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)w1.醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中，對(duì)信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)要求不包括以下哪一項(xiàng)（）A.高增益B.低噪聲C.大功耗D.良好的線性度w2.以下哪種傳感器常用于檢測(cè)人體的生理參數(shù)如體溫（）A.應(yīng)變片B.熱電偶C.霍爾傳感器D.超聲波傳感器w3.醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)時(shí)，考慮電磁兼容性的目的是（）A.提高儀器的精度B.降低儀器成本C.減少外界電磁干擾對(duì)儀器的影響D.增加儀器的功能w4.對(duì)于微弱生物電信號(hào)的采集，前置放大器應(yīng)具備的特點(diǎn)是（）A.高輸入阻抗B.低輸出阻抗C.高增益D.以上都是w5.設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)成像儀器時(shí)，圖像重建算法的選擇主要取決于（）A.儀器的外觀B.采集到的數(shù)據(jù)類(lèi)型C.操作人員的喜好D.儀器的價(jià)格w6.在醫(yī)學(xué)儀器中，數(shù)字信號(hào)處理的主要優(yōu)勢(shì)不包括（）A.抗干擾能力強(qiáng)B.便于存儲(chǔ)和傳輸C.處理速度快D.能直接處理模擬信號(hào)w7.醫(yī)學(xué)儀器的電源設(shè)計(jì)需要考慮的因素有（）A.輸出電壓穩(wěn)定性B.功率大小C.電磁兼容性D.以上都是w8.以下哪種技術(shù)可用于提高醫(yī)學(xué)儀器的分辨率（）A.增加采樣頻率B.降低增益C.減少通道數(shù)D.縮短采集時(shí)間w9.醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中，軟件部分的功能不包括（）A.數(shù)據(jù)采集B.信號(hào)處理C.儀器外殼制造D.結(jié)果顯示w10.為保證醫(yī)學(xué)儀器的安全性，應(yīng)采取的措施是（）A.良好的電氣絕緣B.合理的接地設(shè)計(jì)C.過(guò)流保護(hù)D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）填空題（每題3分，共15分）w11.醫(yī)學(xué)儀器中常用的信號(hào)調(diào)理電路包括______、______、______等。w12.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)有______、______、______等。w13.醫(yī)學(xué)成像儀器主要包括______、______、______等類(lèi)型。w14.數(shù)字信號(hào)處理的基本步驟包括______、______、______等。w15.醫(yī)學(xué)儀器的硬件組成通常有______、______、______、______等部分。簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）w16.簡(jiǎn)述醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中如何提高儀器的可靠性。w17.說(shuō)明在設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)儀器的信號(hào)放大電路時(shí)，如何選擇合適的放大器。分析題（每題15分，共15分）w18.現(xiàn)有一醫(yī)學(xué)儀器采集到的生物電信號(hào)存在噪聲干擾，分析可能導(dǎo)致噪聲的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。設(shè)計(jì)題（共20分）w19.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的心率檢測(cè)儀器方案，要求說(shuō)明所使用的傳感器、信號(hào)處理流程以及顯示方式等。答案：w1.Cw2.Bw3.Cw4.Dw5.Bw6.Dw7.Dw8.Aw9.Cw10.Dw11.放大電路、濾波電路、隔離電路w12.靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性等（寫(xiě)出三個(gè)即可）w13.X射線成像、超聲成像、磁共振成像w14.采樣、量化、編碼w15.傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、微處理器w16.提高儀器可靠性可從以下方面著手：選用高質(zhì)量的元器件，進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和老化處理；采用冗余設(shè)計(jì)，如備用通道等；優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，減少故障點(diǎn)；加強(qiáng)電磁兼容性設(shè)計(jì)，避免外界干擾引發(fā)故障；完善軟件設(shè)計(jì)，進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和處理；做好散熱設(shè)計(jì)，保證儀器在合適溫度下工作；進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證，包括模擬各種工況測(cè)試等。w17.選擇合適的放大器需考慮以下因素：首先是增益要求，根據(jù)信號(hào)的大小和后續(xù)處理需求確定合適的放大倍數(shù)；其次是輸入輸出阻抗，要與前后級(jí)電路匹配，保證信號(hào)的有效傳輸；再者是噪聲指標(biāo)，盡量選擇低噪聲放大器以減少對(duì)信號(hào)的干擾；然后是帶寬，要滿足所處理信號(hào)的頻率范圍；另外，還要考慮放大器的線性度、功耗以及成本等因素，綜合選擇最適合的放大器。w18.噪聲原因可能有：儀器所處環(huán)境存在電磁干擾，如附近有高頻設(shè)備等；傳感器本身性能不佳產(chǎn)生噪聲；電路設(shè)計(jì)不合理，如布線不當(dāng)引入干擾；電源不穩(wěn)定等。解決措施：采用屏蔽技術(shù)，對(duì)儀器進(jìn)行電磁屏蔽；選用低噪聲傳感器；優(yōu)化電路布線，減少干擾源；采用穩(wěn)壓電源，保證電源穩(wěn)定；增加濾波電路，濾除高頻噪聲等。w19.心率檢測(cè)儀器方案：選用光電傳感器，如紅外光電傳感器。信號(hào)處理流程：傳感器檢測(cè)人體脈搏產(chǎn)生的光信號(hào)變