2025年大学测控技术与仪器（测控技术基础）试题及答案.doc

2025年大学测控技术与仪器（测控技术基础）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）
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填在括号内）
w1. 以下哪种传感器不属于基于物理效应的传感器？（ ）
A. 应变片传感器
B. 热电偶传感器
C. 光纤传感器
D. 霍尔传感器
w2. 测量系统的静态特性不包括以下哪一项？（ ）
A. 线性度
B. 灵敏度
C. 响应时间
D. 重复性
w3. 下列关于传感器的说法，错误的是（ ）
A. 传感器是获取信息的关键部件
B. 传感器的输出信号只能是电信号
C. 传感器需要满足高精度、高可靠性等要求
D. 不同类型传感器适用于不同测量场景
w4. 对于一个线性测量系统，其灵敏度为2mV/℃，当输入温度变化5℃时，输出电压变化为（ ）
A. 5mV
B. 10mV
C. 15mV
D. 20mV
w5. 以下哪种滤波电路常用于去除高频噪声？（ ）
A. 低通滤波器
B. 高通滤波器
C. 带通滤波器
D. 带阻滤波器
w6. 信号调理电路的作用不包括（ ）
A. 放大信号
B. 滤波
C. 数字化转换
D. 线性化处理
w7. 某传感器的量程为0 - 100MPa，精度等级为0.5级，则其最大允许误差为（ ）
A. 0.05MPa
B. 0.1MPa
C. 0.5MPa
D. 1MPa
w8. 以下哪种数据采集方式适用于对连续信号的长时间监测？（ ）
A. 定时采样
B. 同步采样
C. 异步采样
D. 过采样
w9. 测量系统的动态特性中，能够反映系统对不同频率输入信号的响应特性的是（ ）
A. 上升时间
B. 幅频特性
C. 相频特性
D. 固有频率
w10. 下列关于智能传感器的说法正确的是（ ）
A. 智能传感器只是将传统传感器与微处理器简单组合
B. 智能传感器具有自诊断、自适应等功能
C. 智能传感器不能进行数据处理
D. 智能传感器比传统传感器精度更低

第II卷（非选择题 共70分）
w11. （10分）简述传感器的组成部分及其作用。
w12. （15分）说明测量系统静态特性中线性度、灵敏度、重复性的定义及意义。
w13. （15分）有一温度测量系统，采用热电偶作为传感器，其灵敏度为50μV/℃，信号调理电路放大倍数为100，输出经A/D转换后为数字量。已知输入温度为20℃时，A/D转换后的数字量为1000。若输入温度变为30℃，求此时A/D转换后的数字量。
w14. （15分）材料：在工业生产中，常常需要对电机的转速进行精确测量和控制。现有一转速测量系统，由磁电式转速传感器、信号调理电路、数据采集卡和计算机组成。磁电式转速传感器输出的感应电动势与电机转速成正比。
问题：请分析该转速测量系统的工作原理，并说明各部分的作用。
w15. （15分）材料：某压力测量系统采用应变片式压力传感器，其输出电压与压力呈线性关系。在实际测量中，发现测量结果存在一定误差。经分析，可能是传感器的线性度不够理想，以及信号传输过程中受到干扰。
问题：针对上述问题，提出改进该压力测量系统精度的措施。

答案：
w1. C
w2. C
w3. B
w4. B
w5. A
w6. C
w7. C
w8. A
w9. B
w10. B
w11. 传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换成电信号；基本转换电路将转换元件输出的电信号进行进一步处理，如放大、滤波等，以获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号。
w12. 线性度是指测量系统输出与输入之间保持线性关系的程度，反映测量系统在全量程范围内的线性特性，理想线性度能保证测量准确性。灵敏度是指测量系统输出量变化与引起此变化的输入量变化之比，体现系统对输入变化的敏感程度。重复性是指测量系统在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线不一致的程度，重复性好说明系统稳定性和可靠性高。
w13. 首先计算输入温度为20℃时经放大后的电压：U1 = 50μV/℃×20℃×100 = 100000μV = 100mV。已知此时A/D转换后的数字量为1000，则数字量与电压的比例关系为100mV对应1000数字量，则1mV对应10数字量。当输入温度变为30℃时，经放大后的电压U2 = 50μV/℃×30℃×100 = 150000μV = 150mV，此时A/D转换后的数字量为150×1＝1500。
w14. 工作原理：磁电式转速传感器随着电机转速变化产生感应电动势，感应电动势与转速成正比。信号调理电路对传感器输出的微弱电动势进行放大、滤波等处理，提高信号质量。数据采集卡将调理后的模拟信号转换为数字信号，便于计算机处理。计算机对采集到的数字信号进行分析、运算，从而得到电机转速，并可根据需求进行控制。各部分作用：磁电式转速传感器实现转速到电动势的转换；信号调理电路改善信号品质；数据采集卡完成模拟到数字的转换；计算机进行数据处理与控制。
w15. 对于传感器线性度问题，可采用线性化电路对传感器输出进行补偿，使其输出更接近理想线性关系。对于信号传输干扰，可采用屏蔽线进行信号传输，减少外界电磁干扰。在信号调理电路中增加抗干扰滤波环节，如采用低通、带通滤波器组合，去除高频和低频干扰信号。同时，对采集到的数据进行多次采集和平均处理，以提高测量结果的准确性和可靠性。