2025年大学大三（检测技术与自动化装置）检测技术考核试题及答案

2025年大学大三（检测技术与自动化装置）检测技术考核试题及答案

（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10题，每题3分)1.以下哪种传感器不属于基于物理效应的传感器？（）A.应变片B.热电偶C.气敏传感器D.压电传感器2.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3.某传感器的输出信号为4-20mA，其满量程输出对应的被测量值为100，则该传感器的灵敏度为（）mA/单位被测量。A.0.16B.0.2C.16D.204.下列哪种滤波器可以有效抑制50Hz的工频干扰？（）A.低通滤波器B.高通滤波器C.带通滤波器D.带阻滤波器5.对于一阶测量系统，时间常数τ越小，则系统的响应速度（）。A.越慢B.越快C.不变D.不确定6.将模拟信号转换为数字信号的过程称为（）。A.编码B.调制C.解调D.采样7.某温度传感器的测量范围是0-100℃，其精度等级为0.5级，则该传感器的最大允许误差为（）℃。A.0.5B.0.25C.0.1D.0.058.以下哪种测量方法不属于直接测量？（）A.用万用表测量电阻B.用电子天平称质量C.用电压表测量电压D.通过测量电流和电阻计算功率9.传感器的线性度是指传感器输出与输入之间保持（）关系的程度。A.直线B.曲线C.对数D.指数10.某压力传感器的量程为0-1MPa，其分辨率为0.1%，则该传感器能分辨的最小压力变化为（）Pa。A.10B.100C.1000D.10000第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（每题2分，共10分）1.传感器的静态特性指标主要有线性度、灵敏度、重复性、迟滞和______。2.测量误差按其性质可分为系统误差、随机误差和______。3.热电偶的工作原理是基于______效应。4.数字滤波器的优点包括精度高、可靠性好、灵活性强和______。5.传感器的______是指传感器在规定条件下，对随时间按一定规律变化的输入信号的响应特性。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述检测技术的主要任务。2.说明传感器的组成部分及其作用。3.什么是测量系统的动态特性？常见的动态特性指标有哪些？4.简述数字滤波的几种常见方法及其特点。四、分析题（每题15分，共30分）材料：某温度控制系统采用热敏电阻作为温度传感器，其输出信号经放大电路放大后，再由A/D转换器转换为数字信号，最后送入单片机进行处理。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，放大电路的放大倍数为10，A/D转换器的分辨率为8位。1.请分析该温度测量系统的工作原理，并画出其原理框图。2.若该系统要测量的温度范围是0-100℃，当温度为50℃时，热敏电阻的阻值为5kΩ，此时放大电路输出电压为2V，求A/D转换器转换后的数字量。五、设计题（10分）材料：设计一个用于测量液位的检测系统，要求能够实时显示液位高度，并在液位超过设定上限时发出报警信号。可供选择的传感器有超声波液位传感器、电容式液位传感器等。请设计该液位检测系统的总体方案，包括传感器的选择、信号调理电路的设计、显示电路的设计以及报警电路的设计，并简要说明各部分的工作原理。答案：一、选择题：1.C2.C3.A4.D5.B6.D7.A8.D9.A10.C二、填空题：1.零点输出2.粗大误差3.热电4.可程控5.动态特性三、简答题：1.检测技术的主要任务是获取被测量的信息，并将其转换为易于处理、传输和显示的信号，以实现对各种物理量、化学量和生物量的准确测量和控制。2.传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。敏感元件感受被测量并输出与被测量成某种关系的物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号；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、线性化等。3.测量系统的动态特性是指测量系统对于随时间变化的输入信号的响应特性。常见的动态特性指标有时间常数、上升时间、响应时间、超调量、固有频率、阻尼比等。4.常见数字滤波方法有算术平均滤波、加权平均滤波、中值滤波、限幅滤波等。算术平均滤波能有效抑制随机干扰；加权平均滤波可根据不同情况对数据加权；中值滤波能消除脉冲干扰；限幅滤波可限制信号突变。四、分析题：1.工作原理：热敏电阻随温度变化阻值改变，引起放大电路输出电压变化，A/D转换器将模拟电压转换为数字信号，单片机对数字信号处理实现温度测量。原理框图：热敏电阻→放大电路→A/D转换器→单片机。2.首先计算A/D转换器满量程输入电压：Vref=2^8×分辨率电压值，分辨率电压值=参考电压/2^8。假设参考电压为5V，则分辨率电压值=5V/256。放大电路输出电压为2V，对应的数字量=2V/分辨率电压值=2V/(5V/256)=102.4，取整为102。五、设计题：选择超声波液位传感器，利用超声波在空气中传播时间与液位高度关系测量液位。信号调理电路对传感器输出信号放大