2025年大学（测控技术与仪器）测控技术基础试题及答案

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40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.以下哪种传感器不属于基于物理效应的传感器？（）A.应变片传感器B.压电传感器C.光纤传感器D.霍尔传感器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.响应特性D.重复性3.对于一阶测量系统，其时间常数τ越小，则系统的响应（）。A.越慢B.越快C.不变D.先快后慢4.下列哪种滤波方法属于数字滤波？（）A.低通滤波B.中值滤波C.带通滤波D.高通滤波5.传感器的输出信号达到稳定值的95%时所需的时间称为（）。A.上升时间B.响应时间C.延迟时间D.调节时间6.测量误差按其性质可分为（）。A.绝对误差和相对误差B.系统误差和随机误差C.粗大误差和平均误差D.动态误差和静态误差7.以下哪种传感器可用于测量压力？（）A.热敏电阻B.电容式传感器C.光电传感器D.超声波传感器8.线性度是指传感器的输出与输入之间的（）。A.线性关系程度B.非线性关系程度C.比例关系程度D.积分关系程度9.测量系统的动态特性主要取决于（）。A.传感器B.测量电路C.显示装置D.以上都对10.以下哪种传感器属于有源传感器？（）A.电阻应变片B.压电晶体C.热电偶D.光电二极管11.传感器的静态特性指标中，分辨率是指（）。A.传感器能检测到的最小输入变化量B.传感器输出量与输入量的比值C.传感器输出信号的变化范围D.传感器的测量精度12.对于二阶测量系统，其固有频率ωn越高，则系统的响应（）。A.越慢B.越快C.不变D.先快后慢13.以下哪种滤波方法可以有效抑制周期性干扰？（）A.低通滤波B.带阻滤波C.高通滤波D.中值滤波14.传感器的迟滞现象是指（）。A.输入量增大和减小期间输出特性曲线不重合的现象B.传感器输出信号随时间变化的现象C.传感器对不同输入信号的响应特性不同的现象D.传感器输出信号的非线性现象15.测量系统的灵敏度是指（）。A.输出量与输入量的比值B.输入量与输出量的比值C.输出量的变化量与输入量的变化量的比值D.输入量的变化量与输出量的变化量的比值16.以下哪种传感器可用于测量温度？（）A.应变片传感器B.热电阻传感器C.霍尔传感器D.电容式传感器17.传感器的重复性是指（）。A.在同一工作条件下，传感器对同一输入量多次测量输出值的一致性程度B.传感器输出信号随时间变化的现象C.传感器对不同输入信号的响应特性不同的现象D.传感器输出信号的非线性现象18.对于一阶测量系统，当输入为阶跃信号时，其输出响应为（）。A.指数上升曲线B.正弦曲线C.抛物线D.直线19.以下哪种滤波方法适用于去除脉冲干扰？（）A.低通滤波B.中值滤波C.带通滤波D.高通滤波20.传感器的零点输出是指（）。A.输入量为零时传感器的输出值B.传感器输出量的最小值C.传感器输出信号的变化范围D.传感器的测量精度第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（每题2分，共10分）答题要求：请在每题的横线上填上正确答案。1.传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由______、______和______三部分组成。2.测量系统的动态特性主要由其______和______来描述。3.传感器的静态特性指标包括______、______、______、______和______等。4.数字滤波是通过______来实现的，常用的数字滤波方法有______、______、______等。5.对于二阶测量系统，当阻尼比ζ=______时，系统的响应为无阻尼振荡；当ζ>______时，系统的响应为过阻尼状态。（二）简答题（每题5分，共20分）答题要求：简要回答问题，答案应条理清晰，语言简洁。1.简述传感器的分类方法。2.什么是测量误差？测量误差有哪些分类？3.简述一阶测量系统的动态特性。4.数字滤波有哪些优点？（三）分析题（每题10分，共20分）答题要求：分析问题，给出合理的解答过程。1.已知某传感器的输出特性为y=2x+1，其中x为输入量，y为输出量。当输入量x=5时，求输出量y的值；若测量得到输出量y=11，求输入量x的值。分析该传感器的线性度。2.某一阶测量系统的时间常数τ=0.1s，当输入一个阶跃信号x(t)=5u(t)时，求系统的输出响应y(t)，并分析系统的响应特性。（四）材料分析题（每题10分，共10分）答题要求：阅读材料，回答问题。材料：在工业生产中，常常需要对温度进行精确测量和控制。某工厂采用了一种温度传感器来测量生产环境的温度，并将测量结果传输给控制系统。该温度传感器的测量范围为0℃-100℃，精度为±0.5℃。在一次测量过程中，传感器输出的电压信号为2.5V，已知该传感器的灵敏度为0.025V/℃。问题：1.根据传感器输出的电压信号，计算当前测量的温度值。2.分析该温度传感器的测量精度对生产过程的影响。（五）设计题（每题10分，共10分）答题要求：根据题目要求，设计合理的方案。设计一个简单的测量系统，用于测量某物体的位移。要求：1.选择合适的传感器，并说明其工作原理。2.设计测量电路，将传感器输出信号转换为便于测量的电压信号。3.简述测量系统的工作流程。答案：1.C2.C3.B4.B5.D6.B7.B8.A9.D10.C11.A12.B13.B14.A15.C16.B17.A18.A19.B20.A填空题答案：1.敏感元件、转换元件、基本转换电路2.传递函数、频率响应函数3.线性度、灵敏度、分辨率、重复性、迟滞4.软件编程、中值滤波、均值滤波、限幅滤波5.0、1简答题答案：1.按工作原理分类、按被测量分类、按输出信号分类、按能量关系分类等。2.测量误差是指测量结果与被测量真值之间的差异。分为系统误差、随机误差和粗大误差。3.一阶测量系统的动态特性主要由时间常数τ来描述，其输出响应为指数上升曲线，τ越小响应越快。4.数字滤波不需要硬件设备，可靠性高；可根据需要选择不同的滤波方法；灵活性强，可对不同信号进行滤波。分析题答案：1.当x=5时，y=2×5+1=11；当y=11时，11=2x+1，解得x=5。该传感器线性度良好，输出与输入呈线性关系。2.系统的输出响应y(t)=5(1-e^(-10t))u(t)。系统响应特性为：随着时间推移，输出逐渐趋近于输入值，但有一定延迟，时间常数τ决定了响应速度。材料分析题答案：1.温度值T=(2.5-0)/(0.025)=100℃。2.测量精度为±0.5℃，若温度控制要求较高，该精度可能会导致温度控制偏差，影响产品质量和