西北工业大学《智能仪器设计基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《智能仪器设计基础》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、在一个数字电子电路中，需要实现逻辑门的功能。以下哪种逻辑门可以实现“与非”逻辑功能？（）A.与门B.或门C.非门D.与非门2、在一个集成运放构成的除法运算电路中，若两个输入信号分别为4V和2V，则输出电压约为：（）A.2VB.-2VC.0.5VD.-0.5V3、在一个直流电源中，桥式整流电路的输出电压平均值为25V，若每个二极管的导通压降为0.7V，那么输入交流电压的有效值约为多少？（）A.21VB.23VC.25VD.27V4、某数字系统采用8位二进制补码表示有符号整数，若要表示的数值范围为-128到127，那么当输入为10011010时，其对应的十进制数值是多少？（）A.-102B.-22C.154D.225、有一个矩形波导，横截面的长和宽分别为a和b，其中a>b。当电磁波在其中传播时，能够传播的最低频率对应的模式是：（）A.TE10B.TE01C.TM10D.TM016、在某电气控制系统中，采用了光电耦合器进行信号隔离。光电耦合器的输入侧发光二极管损坏，会对信号传输产生什么影响？（）A.信号无法传输B.信号传输不受影响，但有干扰C.信号传输变弱D.信号传输变强7、在一个电气设备的安装过程中，需要进行接地保护。以下哪种接地方式是最常用的？（）A.工作接地B.保护接地C.重复接地D.防雷接地8、在一个由三极管构成的放大电路中，若要提高电路的输入电阻，同时降低输出电阻，可以采用的接法是：（）A.共射极B.共集电极C.共基极D.以上都不行9、在一个电气设备的控制系统中，需要对多个输入信号进行逻辑处理。可以使用逻辑门电路，如与门、或门、非门等，来实现这些逻辑功能。逻辑门电路的输入和输出只有高电平和低电平两种状态。以下关于逻辑门电路的描述，正确的是（）A.与门的输出只有在所有输入都为高电平时才为高电平B.或门的输出只要有一个输入为高电平就为高电平C.非门的输出与输入总是相反D.以上都是10、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对温度的监测和控制。以下哪种传感器可以用于温度测量？（）A.热敏电阻B.光敏电阻C.压敏电阻D.气敏电阻11、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气线路的温度进行实时监测。以下哪种传感器可以用于检测电气线路的温度？（）A.热电偶B.热电阻C.红外传感器D.以上都是12、一个共集电极放大电路，输入电阻约为2kΩ，输出电阻约为200Ω，电压增益约为0.98。若输入信号源内阻为1kΩ，负载电阻为2kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（）A.0.49B.0.96C.0.98D.0.9913、假设存在一个静电场，其电场线分布关于某一直线对称。则该直线上的电势分布特点是：（）A.线性变化B.均匀分布C.对称分布D.电势为零14、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气火灾隐患进行监测和报警。以下哪个设备不属于电气火灾监控系统的设备？（）A.剩余电流互感器B.温度传感器C.烟雾报警器D.电压表15、某电气控制系统用于控制一个自动化仓库的堆垛机，堆垛机的水平和垂直运动由两个独立的电机驱动。在运行过程中，水平电机突然停止，而垂直电机正常工作。可能的故障原因是？（）A.水平电机过载B.水平电机驱动器故障C.控制水平电机的线路断路D.以上都有可能16、在一个电子设备的显示屏幕上，需要显示彩色图像。以下哪种显示技术可以实现彩色图像显示？（）A.液晶显示技术B.等离子显示技术C.发光二极管显示技术D.以上都是17、对于一个差分放大电路，若两个输入信号大小相等、极性相同，这种输入方式被称为：（）A.共模输入B.差模输入C.正反馈输入D.负反馈输入18、在电力系统的自动化控制中，AGC（自动发电控制）系统的主要功能是根据系统的负荷变化，自动调整发电机的出力，以维持系统频率和联络线功率在规定的范围内。AGC系统通常由控制中心、信息采集系统和执行机构组成。下列关于AGC系统工作原理的描述，错误的是（）A.信息采集系统实时监测系统的频率、联络线功率和发电机出力等参数B.控制中心根据监测数据计算出需要调整的发电机出力C.执行机构直接控制发电机的调速器和励磁系统，实现出力调整D.AGC系统只考虑系统的频率偏差，不考虑联络线功率偏差19、在一个由理想运放构成的积分运算电路中，输入电压为正弦波，频率为100Hz，幅度为2V，电容为3μF，电阻为300kΩ。经过150ms后，输出电压约为多少？（）A.-1.88VB.-3.77VC.1.88VD.3.77V20、有一个配电网，采用环网结构供电，并配置了分段开关和联络开关。当某一段线路发生故障时，下列关于故障隔离和恢复供电的操作，正确的是（）A.先断开故障段两侧的分段开关，再合上联络开关B.先合上联络开关，再断开故障段两侧的分段开关C.同时断开故障段两侧的分段开关和联络开关D.只断开故障段一侧的分段开关，然后合上联络开关21、某电力用户安装了无功补偿装置，以提高功率因数。无功补偿装置的投入可以降低线路电流，减少线路损耗。下列关于无功补偿装置安装位置和补偿效果的描述，错误的是（）A.在用户侧安装无功补偿装置，主要降低用户内部的无功损耗B.在变电站安装无功补偿装置，主要改善整个系统的功率因数C.无功补偿装置安装位置越靠近电源，补偿效果越好D.无论安装位置如何，无功补偿装置都能完全消除无功损耗22、考虑一个用于实现加法运算的数字电路，输入为两个4位二进制数。当输入分别为0101和1010时，电路输出为1111。若输入变为1001和0110，那么电路的输出最有可能是（）A.1111B.1011C.1110D.100023、在一个电气控制系统中，有一个由PLC控制的自动化仓储系统。当货物重量超过设定值时，报警装置应启动，但实际未启动。可能的原因是？（）A.重量传感器故障B.PLC输入点故障C.控制程序错误D.以上都有可能24、在一个数字电路中，使用了锁存器来存储数据。当时钟信号为高电平时，输入数据为1010。时钟信号变为低电平后，锁存器输出的数据最有可能是（）A.1010B.0101C.不确定D.以上都不对25、假设在一个均匀磁场中，有一个边长为a的正方形闭合回路，通有电流I。若磁场随时间均匀增加，磁感应强度的变化率为dB/dt，则回路中产生的感应电动势大小为：（）A.a^2dB/dtB.2a^2dB/dtC.√2a^2dB/dtD.4a^2dB/dt26、在一个电力系统中，需要对高压设备进行耐压试验。以下哪种试验方法是最常用的？（）A.交流耐压试验B.直流耐压试验C.冲击耐压试验D.以上都是27、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的调速控制。以下哪种调速方式是最常用的？（）A.变极调速B.变频调速C.改变转差率调速D.以上都是28、在一个数字电子电路中，需要实现数据的比较和判断。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（）A.比较器B.加法器C.减法器D.乘法器29、在一个工厂的自动化生产线中，需要使用传感器进行检测和控制。以下哪个类型的传感器不属于常用的传感器类型？（）A.温度传感器B.压力传感器C.颜色传感器D.声音传感器30、对于一个时变电磁场，已知某一区域的电场强度随时间的变化率为dE/dt，磁导率为μ，该区域产生的位移电流密度为：（）A.μ(dE/dt)B.ε(dE/dt)C.με(dE/dt)D.(dE/dt)/μ二、多选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分．有多个选项是符合题目要求的．）1、以下关于静电场中的导体，说法准确的有（）A.导体内电场为零B.导体表面是等势面C.电荷分布在导体表面D.导体内部有净电荷2、在电力系统的经济运行中，需要考虑的成本有（）A.发电成本B.输电成本C.配电成本D.停电损失成本3、在工厂的电气设备安装中，以下哪些要求需要满足？（）A.符合电气安装规范B.保证设备的接地良好C.确保设备的安装牢固D.考虑设备的维护和检修方便4、以下关于电磁波的吸收和散射，说法正确的有（）A.与介质的性质有关B.会导致电磁波能量的减少C.吸收和散射是相互独立的过程D.对电磁波的传播方向产生影响5、在数字集成电路中，以下哪些存储器件是常见的？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.EEPROM6、在电力系统的自动化控制中，以下哪些技术可以实现远程监控和控制？（）A.通信技术B.传感器技术C.计算机技术D.自动化控制技术7、在数字电路中，以下哪些因素可能影响电路的稳定性（）A.电源电压的波动B.电磁干扰C.元件参数的偏差D.温度变化8、在数字电路的低功耗设计中，以下哪些策略是可行的？（）A.动态电压频率调整B.电源门控C.体偏置技术D.睡眠模式9、在模拟集成电路的版图设计中，以下哪些因素需要考虑？（）A.器件匹配B.寄生效应C.布线规则D.工艺兼容性10、在电力系统的规划设计中，需要考虑的因素包括（）A.负荷增长预测B.电源布局C.电网结构D.环境保护三、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述电力系统中的分布式电源接入对系统的影响。2、（本题5分）用集成计数器芯片设计一个任意进制计数器。3、（本题5分）设计一个能产生1010序列的移位寄存器。4、（本题5分）解释如何设计一个简单的数字抢答器电路。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某工厂的电气开关柜在运行时出现局部放电现象，若不及时处理可能发展为严重的绝缘故障。请分析局部放电产生的原因，如绝缘材料缺陷、电场不均匀、污秽沉积、过电压等，并阐述如何通过在线