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2025年自动测量技术试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.以下哪种传感器属于有源传感器？

A.应变式传感器

B.压电式传感器

C.电感式传感器

D.电容式传感器

答案：B

解析：有源传感器需外部电源激励，压电式传感器基于压电效应，可直接输出电荷信号，属于有源；其余为无源，需外部激励才能输出信号。

2.某12位ADC的满量程输入电压为5V，其量化误差的峰峰值为？

A.5V/2^12

B.2×(5V/2^12)

C.5V/2^11

D.5V/2^13

答案：B

解析：量化误差为±(Δ/2)，Δ=满量程/2^n，故峰峰值为2×(Δ/2)=Δ=5V/2^12，选项B正确。

3.激光三角测距传感器中，接收端CCD的位移与被测距离的关系为？

A.线性正相关

B.线性负相关

C.非线性二次关系

D.指数关系

答案：A

解析：激光三角法中，被测物体位移引起CCD上光斑位置线性变化，通过几何关系可推导距离与CCD位移呈线性正相关。

4.以下哪种滤波方法适用于动态测量中随机噪声的实时抑制？

A.均值滤波

B.中值滤波

C.卡尔曼滤波

D.高斯滤波

答案：C

解析：卡尔曼滤波通过状态预测和观测更新，适用于动态系统的实时噪声抑制；其余方法多为静态或离线处理。

5.某温度测量系统的量程为-50℃~150℃，精度等级为0.5级，其最大绝对误差为？

A.1℃

B.0.5℃

C.2℃

D.1.5℃

答案：A

解析：精度等级=（最大绝对误差/量程）×100%，故最大绝对误差=（150-(-50))×0.5%=200×0.5%=1℃。

6.电容式传感器用于测量微小位移时，常采用哪种结构以提高灵敏度？

A.变面积式

B.变极距式

C.变介电常数式

D.差分结构

答案：D

解析：差分结构可抵消温度等共模干扰，且灵敏度为单极板的2倍，是微小位移测量的常用设计。

7.以下哪项不属于自动测量系统的基本组成？

A.传感器模块

B.执行机构

C.数据处理单元

D.人机交互界面

答案：B

解析：自动测量系统核心为“感知-处理-输出”，执行机构属于控制系统，非测量系统必需。

8.基于IEEE1451标准的智能传感器，其TEDS（电子数据表格）的主要作用是？

A.存储传感器校准数据

B.实现无线通信

C.增强抗干扰能力

D.提高测量精度

答案：A

解析：TEDS用于存储传感器型号、量程、校准参数等信息，便于系统自动识别和配置。

9.测量系统的动态特性指标中，反映系统对阶跃输入响应速度的是？

A.上升时间

B.带宽

C.固有频率

D.阻尼比

答案：A

解析：上升时间定义为响应从10%到90%稳态值的时间，直接反映阶跃输入的响应速度。

10.以下哪种总线协议适用于工业现场多传感器的长距离、高可靠性通信？

A.SPI

B.I2C

C.CAN

D.UART

答案：C

解析：CAN总线支持多节点、抗干扰能力强、传输距离远（可达10km），适合工业现场。

二、填空题（每空1分，共20分）

1.传感器的静态特性指标包括______、______、______（至少写三个）。

答案：灵敏度、线性度、迟滞、重复性（任意三个）

2.数据采集系统（DAQ）中，抗混叠滤波器的截止频率应设置为______的一半，以避免______现象。

答案：采样频率、混叠

3.应变式传感器的工作原理是基于______效应，其灵敏度系数K=______+2(1+μ)，其中μ为______。

答案：电阻应变、ΔR/R/ε、泊松比

4.激光干涉测距的理论基础是______原理，其测量分辨率可达______量级。

答案：光的干涉、纳米

5.数字锁相放大器（LIA）的核心功能是从______中提取______的微弱信号，主要利用______技术。

答案：强噪声、特定频率、相敏检测

6.自动测量系统的误差来源包括______误差、______误差和______误差（按性质分类）。

答案：系统、随机、粗大

7.无线传感器网络（WSN）中，常用的低功耗通信协议有______和______（举例两个）。

答案：ZigBee、LoRa

8.动态测量中，为避免传感器共振，应确保被测信号的最高频率______传感器的固有频率。

答案：远低于

三、简答题（每题6分，共