2025年大学仪器科学与技术（仪表研发设计）试题及答案

2025年大学仪器科学与技术（仪表研发设计）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：本大题共10小题，每小题3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。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.霍尔传感器C.光纤传感器D.气敏传感器2.仪器仪表的精度等级是根据什么来划分的？A.绝对误差B.相对误差C.引用误差D.系统误差3.下列哪种信号调理电路可用于将传感器输出的微弱信号放大？A.低通滤波器B.高通滤波器C.差动放大器D.积分器4.智能仪器中常用的微处理器不包括以下哪种？A.ARMB.MIPSC.DSPD.FPGA5.仪表放大器的特点不包括以下哪一项？A.高共模抑制比B.高增益C.低输出阻抗D.高输入阻抗6.以下哪种通信接口常用于仪器仪表与计算机之间的数据传输？A.USBB.CANC.RS-485D.以上都是7.传感器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8.数字电压表中常用的A/D转换方法不包括以下哪种？A.逐次逼近式B.双积分式C.并行比较式D.电容式9.仪器仪表的零点输出不为零，这种现象称为？A.零点漂移B.灵敏度漂移C.线性度变差D.迟滞现象10.以下哪种技术可用于提高仪器仪表的抗干扰能力？A.屏蔽技术B.滤波技术C.接地技术D.以上都是第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填上正确答案。1.仪器仪表一般由______、______、______、______和______组成。2.传感器的动态特性主要包括______和______。3.信号调理电路的主要功能有______、______、______等。4.智能仪器的软件系统通常包括______和______。5.常用的显示器件有______、______、______等。三、简答题（共20分）答题要求：简要回答下列问题，每题10分。1.简述传感器的定义和作用。2.说明数字滤波与模拟滤波相比有哪些优点。四、分析题（共20分）材料：有一个测量温度的传感器，其输出信号为电压信号，范围是0-5V，对应温度范围是0-100℃。现在设计一个信号调理电路，要求将该电压信号转换为0-10V的电压信号输出，以便后续处理。答题要求：请分析并设计该信号调理电路，说明所采用的电路类型及主要元件参数。五、设计题（共20分）材料：设计一个智能温度控制仪表，要求能够实时采集温度数据，当温度低于设定值时，启动加热设备；当温度高于设定值时，启动制冷设备。答题要求：请描述该智能温度控制仪表的总体设计思路，包括硬件组成和软件流程。答案：一、选择题1.D2.C3.C4.D5.C6.D7.C8.D9.A10.D二、填空题1.传感器、信号调理电路、微处理器、显示电路、电源电路2.响应特性、过渡特性3.放大、滤波、线性化、隔离4.系统软件、应用软件5.数码管、液晶显示器、发光二极管三、简答题1.传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。作用是将各种非电量（如温度、压力、位移等）转换为电量（如电压、电流、电阻等），以便于后续的测量、处理和控制。2.数字滤波优点：可靠性高，不存在元件老化、温度变化等影响；灵活性高，可通过软件改变滤波参数；不会产生硬件成本增加；可对频率很低的信号实现滤波；可同时对多个通道信号进行滤波。四、可采用同相比例运算放大器电路。选用一个运算放大器，如LM741。根据同相比例运算公式Av=1+Rf/R1，已知输入电压范围0-5V，输出要0-10V，设R1=10kΩ，则Rf=10kΩ。输入电压接入同相输入端，输出端经反馈电阻Rf接到输入端，反相输入端接地。五、硬件组成：温度传感器采集温度信号，经信号调理电路处理后送微处理器（如单片机）；微处理器根据设定