2025年大学测控技术与仪器（测量仪器研发）试题及答案.doc

2025年大学测控技术与仪器（测量仪器研发）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)
w1. 以下哪种传感器不属于测量仪器研发中常用的传感器类型？（ ）
A. 应变片传感器
B. 霍尔传感器
C. 生物传感器
D. 压电传感器
w2. 测量仪器的精度主要取决于（ ）。
A. 传感器的精度
B. 信号处理电路的精度
C. 显示部分的精度
D. 以上都是
w3. 在测量仪器研发中，为提高抗干扰能力，常采用的技术是（ ）。
A. 数字滤波
B. 模拟放大
C. 信号调制
D. 电源稳压
w4. 以下关于测量仪器的分辨率，说法正确的是（ ）。
A. 分辨率越高，测量精度越低
B. 分辨率与测量范围无关
C. 分辨率是能分辨的最小测量变化量
D. 分辨率只取决于传感器
w5. 测量仪器研发中，对传感器线性度的要求是为了（ ）。
A. 便于信号处理
B. 提高测量范围
C. 降低成本
D. 增加稳定性
w6. 用于测量微小位移的仪器，常采用的测量原理是（ ）。
A. 电磁感应原理
B. 光学干涉原理
C. 热电阻原理
D. 压电效应原理

第II卷（非选择题 共70分）
w7. （10分）简述测量仪器研发中信号调理电路的主要功能及包含的部分。
w8. （1分）判断：测量仪器的零点输出必须为零。（ ）
w9. （15分）在测量仪器研发中，如何选择合适的传感器？请从多个方面进行阐述。
w10. （20分）材料：在进行某物理量测量仪器研发时，发现测量结果存在较大误差。经过分析，发现是由于传感器在不同环境温度下输出特性变化较大导致的。
问题：针对该情况，应采取哪些措施来解决温度对测量结果的影响？
w11. （20分）材料：现有一款新的测量仪器正在研发，该仪器用于测量压力。已知其采用了应变片式压力传感器，测量范围为0 - 10MPa，要求测量精度达到±0.5%。
问题：请设计一个简单的校准方案，以确保该测量仪器能满足设计要求。

答案：
w1. C
w2. D
w3. A
w4. C
w5. A
w6. B
w7. 信号调理电路主要功能是将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、线性化、隔离等处理，以满足后续电路或系统的要求。包含放大器用于放大信号，滤波器滤除噪声和干扰信号，线性化电路使输出与输入成线性关系，隔离电路防止干扰信号进入后续电路。
w8. 错误
w9. 选择合适的传感器需考虑测量对象，包括测量的物理量类型、大小范围等；精度要求，确保能满足测量精度指标；工作环境，适应温度、湿度、振动等环境条件；响应特性，如响应速度、分辨率等；可靠性和稳定性，保证长期稳定工作；成本因素，在满足性能前提下控制成本；兼容性，与后续信号处理等电路兼容。
w10. 可采取温度补偿措施，如采用温度传感器监测环境温度，通过软件算法或硬件电路对传感器输出进行温度补偿计算；选用温度系数小的传感器材料或对传感器进行温度补偿处理；优化仪器的结构设计，减少环境温度变化对传感器的影响，如增加隔热层等。
w11. 校准方案：使用标准压力源，分别输出0MPa、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、10MPa的压力值；记录测量仪器在每个标准压力值下的输出数据；计算测量仪器输出值与标准压力值的偏差；根据偏差调整仪器的零点和增益，使偏差满足±0.5%的精度要求；重复校准过程，确保校准结果的准确性和可靠性。