Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Государственный экзамен по специальности 200101 «Приборы и информационно-измерительные системы

Экзаменационный билет № 1

1. Ёмкостный измерительный преобразователь давления содержит мембрану, в центре которой напылена одна обкладка конденсатора. На расстоянии 1· 10^-4 м на корпусе ИП напылена вторая обкладка. Площадь обкладок - 1· 10^-4 м², среда между обкладками – вакуум. Определить диапазон изменения емкости ИП, если при максимальном давлении мембрана перемещается параллельно себе (жесткий центр) на 0,5· 10^-4 м. Электрическую постоянную принять равной ε₀ = 8,85· 10^-12 Ф/м. Ответ дать в пкФ.

1 От 4,4 до 8,8.

2 От 8,85 до 17,7.

3 От 17,7 до 35,4.

Ответ: 2

2. Реакция устройства с известной передаточной функцией

на заданный входной сигнал , где - единичная функция, имеет вид:

1. ; 2. ; 3. ;

4. ; 5. ;

Ответ: 4

3. Последовательность этапов проектирования измерительных приборов и систем

1. Техническое проектирование;

2. Эскизное проектирование;

3. Техническое задание;

4. Рабочая документация;

5. Техническое предложение.

Ответ: 3-5-2-1-4

4. Показатели надежности измерительного прибора:

1. работоспособность;

2. наработка на отказ;

3. время установления показаний;

4. чувствительность;

5. вероятность безотказной работы;

6. технологичность;

Ответ: 2, 5

5. Изображение по Лапласу сигнала равно:

Ответ: Х(р) = 2/[(р+2)²+4]

6. Соответствие h-параметров транзистора их расчетным соотношениям:

1 h₁₁ a ΔI_к / ΔI_б

2 h₁₂ b ΔI_к / ΔU_к

3 h₂₁ c ΔU_б / ΔI_б

4 h₂₂ d ΔU_б/ ΔU_к

Ответ: 1-c, 2-d, 3-a, 4-b.

7. Рассчитать величину выходного напряжения U₂ показанного на рисунке усилителя при заданных значениях U₁= 0,2 В, R₁= 10 кОм, R₂= 10 кОм, R₃= 100кОм.

Ответ: 2,2B

8. Однокристальная микроЭВМ (микроконтроллер) содержит в своем составе:

1 кварцевый резонатор

2 элементы индикации 3 оперативное запоминающее устройство 4 арифметико-логическое устройств 5 порты ввода-вывода

Ответ: 3,4,5

9. В цифровую измерительную систему, содержащую входной ФНЧ1, АЦП, ЦП, ЦАП и выходной ФНЧ2, поступает сигнал x состоящий из суммы двух гармонических колебаний с частотами 13 и 22 Гц.

Цифровой процессор выполняет преобразование сигнала x₂ = x₁²+x₁. Частоты срезов «идеальных» ФНЧ1 – 30 Гц, ФНЧ2 – 30 Гц, частота дискретизации АЦП – 40 Гц. Определите, какие частоты (из перечисленных ниже) будет содержать выходной сигнал y:

1) 13

2) 15

3) 18

4) 26

5) 31

Ответ: ?

10 В цифровом фильтре, структурная схема которого изображена ниже, коэффициенты a_n и b_n, соответственно, равны: a₀=0, a₁=5, a₂≠0, b₁=1, b₂=0,T_d=1.

∑

Какая из передаточных характеристик W(p) может описывать данный фильтр (здесь c_n,d_n ≠0)?

1		4
2		5
3		6

Ответ:?

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Государственный экзамен по специальности 200101 «Приборы и информационно-измерительные системы

Экзаменационный билет № 2

1. Под физической величиной понимается:

1. Свойство объектов, изучаемое физикой.

2 Свойство физических объектов, качественно общее для них, но количественно индивидуальное.

3 Свойство физических объектов, индивидуальное качественно и количественно.

Ответ: 2

2. Относительный коэффициент демпфирования устройства с известной передаточной функцией

равен...

Ответ: 1/2

3. Тип переходного процесса в устройстве с известной передаточной функцией

.

1. Монотонный. 2. Колебательный. 3. Апериодический. 4. Идеальный.

Ответ: 2

4. Оригинал изображения сигнала по Лапласу равен:

1. ; 2. ; 3 ;

4. ; 5.

Ответ: 2

5. Реакция устройства с известной передаточной функцией

на заданный входной сигнал , где - дельта функция времени,

имеет вид:

1. ; 2. ; 3. ;

4. ; 5. :

Ответ: 4

6. Соответствие h-параметров биполярного транзистора их физическим значениям:

1 h₁₁ a входное сопротивление

2 h₁₂ b выходная проводимость

3 h₂₁ c коэффициент усиления тока

4 h₂₂ d коэффициент обратной связи по напряжению

Ответ: 1-a, 2-d, 3-c, 4-b

7. Соответствие между типами триггеров и их обозначениями

Ответ: 1-a, 2-d, 3-f,4-b,5-c,6-e

8. Микропроцессор содержит следующие основные части:

1 устройство управления; 2 аналого-цифровой преобразователь; 3 цифро-аналоговый преобразователь; 4 порты ввода/вывода; 5 арифметико-логический блок

6 устройство дешифрации команд

Ответ: 1,4,5

9 В цифровую измерительную систему, содержащую входной ФНЧ1, АЦП, ЦП, ЦАП и выходной ФНЧ2, поступает сигнал x состоящий из суммы двух гармонических колебаний с частотами 19 и 27 Гц.

Цифровой процессор выполняет преобразование сигнала x₂ = x₁³+2. Частоты срезов «идеальных» ФНЧ1 – 30 Гц, ФНЧ2 – 30 Гц, частота дискретизации АЦП – 50 Гц. Определите, какие частоты (из перечисленных ниже) будет содержать выходной сигнал y:

1) 15

2) 19

3) 23

4) 25

5) 31

Ответ: ?

10. В цифровом фильтре, структурная схема которого изображена ниже, коэффициенты a_n и b_n, соответственно, равны: a₀≠0, a₁=0, a₂=1, b₁≠0, b₂=0,T_d=1.

∑

Какая из передаточных характеристик W(p) может описывать данный фильтр

(здесь c_n,d_n ≠0)?

1		4
2		5
3		6

Ответ:?

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Государственный экзамен по специальности 200101 «Приборы и информационно-измерительные системы

Экзаменационный билет № 3

1. Номинальная функция преобразования измерительного преобразователя давления в диапазоне 0–20 кПа имеет вид

y = 5x.

Реальная функция преобразования имеет вид y = 0,2 + 5,05x. Какой из приведенных ответов соответствуют: приведенной погрешности нуля γ₀, относительной погрешности чувствительности γ_S и общей приведенной погрешности γ_y.

1 γ₀ = 0,2 %; γ_S = 1 %; γ_y = 1,2 %.

2 γ₀ = 0,5 %; γ_S = 10 %; γ_y = 10,5 %.

3 γ₀ = 0,2 %; γ_S = 5 %; γ_y = 5,6 %.

Ответ: 1

2. Статическая характеристика устройства с заданными структурной схемой и статическими характеристиками звеньев 1,2

статическая характеристика звена 1: ,

статическая характеристика звена 2: , имеет вид:

1. ; 2. ; 3. ; 4. ; 5. ; 6. ;

Ответ: 5

3. Передаточная функция измерительного устройства с заданной структурной схемой

имеет вид:

1. ; 2. ; 3. ; 4.

Ответ: 1

4. Наклон ЛАЧХ дифференцирующего звена равен

1. 40 дб/дек; 2. - 20 дб/дек; 3. 20 дб/дек; 4. 0 дб/дек; 5. - 40 дб/дек.

Ответ: 3

5. Математическое ожидание случайного измерительного сигнала с известной функцией плотности распределения вероятности равно

Ответ: 2

6. Назначение симисторов:

1 стабилизация тока

2 стабилизация напряжения

3 коммутация цепей переменного тока

4 гальваническая развязка электрических цепей

5 выпрямление переменного тока

Ответ: 3

7. Построить функциональную схему преобразователя напряжения в код последовательного счета с ЦАП в цепи обратной связи из указанных элементов

Ответ: 1-b,2-d,3-f,4-g

8. Особенности операционных усилителей:

1 большой выходной ток

2 большое входное сопротивление

3 малое выходное сопротивление

4 большое выходное сопротивление

5 большой коэффициент усиления

6 малая входная емкость

Ответ: 2,3,5

9. В цифровую измерительную систему, содержащую входной ФНЧ1, АЦП, ЦП, ЦАП и выходной ФНЧ2, поступает сигнал x состоящий из суммы двух гармонических колебаний с частотами 14 и 23 Гц.

Цифровой процессор выполняет преобразование сигнала x₂ = 2x₁²+1. Частоты срезов «идеальных» ФНЧ1 – 30 Гц, ФНЧ2 – 40 Гц, частота дискретизации АЦП – 50 Гц. Определите, какие частоты (из перечисленных ниже) будет содержать выходной сигнал y:

1) 14

2) 18

3) 23

4) 28

5) 36

Ответ: ?

10. В цифровом фильтре, структурная схема которого изображена ниже, коэффициенты a_n и b_n, соответственно, равны: a₀=7, a₁≠0, a₂=0, b₁=2, b₂=0,T_d=0.5.

∑

Какая из передаточных характеристик W(p) может описывать данный фильтр

(здесь c_n,d_n ≠0)?

1		4
2		5
3		6

Ответ: ?

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Государственный экзамен по специальности 200101 «Приборы и информационно-измерительные системы

Экзаменационный билет № 4

1. Термопара хромель – капель с чувствительностью 60 мкВ/ ⁰С преобразует температуру в диапазоне 0 – 1000 ⁰С. С каким коэффициентом усиления К необходим усилитель для получения выходного сигнала в диапазоне 0 – 6 В.

1. К = 100.

2. К = 200.

3. К = 150.

Ответ: 1

2. Название звена с передаточной функцией

1. дифференцирующее; 2. интегрирующее: 3. форсирующее;

4. идеальное интегрирующее; 5. инерционное; 6. колебательное.

Ответ: 4

3. Чувствительность устройства, имеющего известную передаточную функцию

равна

Ответ: 3

4. Изображение по Лапласу единичного прямоугольного импульса , расположенного на оси времени между точками и , имеет вид:

Ответ: е^-р/р – е^-2р/р

5. Передаточная функция измерительного устройства с заданной структурной схемой

имеет вид:

1. ; 2. ; 3. ; 4. ;

Ответ: 2

6. Назначение стабилитронов

1 стабилизация тока 2 стабилизация постоянного напряжения 3стабилизация прямого сопротивления

4стабилизация переменного напряжения

5 коммутация электрических цепей переменного тока

Ответ: 2

7. Основные (нормируемые) характеристики усилителя:

1 зависимость полосы пропускания от коэффициента обратной связи

2 зависимость величины выходного сигнала от величины входного

3 зависимость коэффициента усиления от изменения температуры

4 зависимость коэффициента усиления от частоты сигнала

5 зависимость коэффициента нелинейных искажений от величины входного сигнала

Ответ: 2,4

8. Микропроцессор с 16 - разрядной шиной адреса может адресовать ячейки памяти в количестве:

1 256

2 1024

3 65536

4 1024000

5 32768

Ответ: 2

9. В цифровую измерительную систему, содержащую входной ФНЧ1, АЦП, ЦП, ЦАП и выходной ФНЧ2, поступает сигнал x состоящий из суммы двух гармонических колебаний с частотами 47 и 55 Гц.

Цифровой процессор выполняет преобразование сигнала x₂ = 3x₁³+1. Частоты срезов «идеальных» ФНЧ1 – 50 Гц, ФНЧ2 – 35 Гц, частота дискретизации АЦП – 70 Гц. Определите, какие частоты (из перечисленных ниже) будет содержать выходной сигнал y:

1) 13

2) 15

3) 23

4) 32

5) 47

Ответ: ?

10. В цифровом фильтре, структурная схема которого изображена ниже, коэффициенты a_n и b_n, соответственно, равны: a₀=0, a₁=3, a₂≠0, b₁=0, b₂=1,T_d=1.

∑

Какая из передаточных характеристик W(p) может описывать данный фильтр

(здесь c_n,d_n ≠0)?

1		4
2		5
3		6

Ответ: ?

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Государственный экзамен по специальности 200101 «Приборы и информационно-измерительные системы

Экзаменационный билет № 5

1 Непосредственно у термопары расположен канальный усилитель с коэффициентом усиления S₁ и на другом конце линии нормирующий усилитель S₂. Имеется два усилителя: 1 с номинальным коэффициентом усиления 10 и мультипликативной относительной погрешностью γ_S = 5 % и усилитель 2 с номинальным коэффициентом усиления 100 с мультипликативной относительной погрешностью γ_S = 1 %. Вопрос: в какой последовательности нужно включить усилители для получения минимальной общей погрешности:

1 S₁ = 10; S₂ = 100 2 S₁ = 100; S₂ = 10

3 Погрешность от порядка подключения усилителей не зависит

Ответ: 3

2. Название звена с передаточной функцией

1. колебательное; 2. интегрирующее: 3. инерционное второго порядка;

4. идеальное интегрирующее; 5. усилительное; 6. колебательное.

Ответ: 1; 3

3. Изображение по Лапласу сигнала ,

где - единичная функция времени, равно:

1. ; 2. ; 3. ; 4. ;

5. ; 6. ;

Ответ: 3

4. Передаточная функция устройства с заданной структурной схемой

имеет вид

Ответ : 2/(р+2)

5. Чувствительность устройства с заданной структурной схемой равна:

1. ; 2. ; 3. ; 4. ; 5. .

Ответ: 1

6 Элемент, применяемый в генераторах для стабилизации частоты электрических колебаний …

Ответ: Кварцевый резонатор

7 Соответствие между типами фильтров и диапазонами частот пропускаемых сигналов:

1 полосовой фильтр a) частоты от 0 до f

2 режекторный фильтр b) частоты от f до ¥

3 фильтр верхних частот c) частоты от 0 до f₁ и от f₂ до ¥

4 фильтр нижних частот d) частоты от f₁ до f₂, где f₂ > f₁

Ответ: 1-d,2-c,3-b,4-a

8 Рассчитать величину выходного напряжения U₂ показанного на рисунке усилителя при заданных значениях U₁=20мВ, R₁= R₂=20кОм, R₃=150кОм. Указать полярность U₂.

Ответ: -1,5B

9. В цифровую измерительную систему, содержащую входной ФНЧ1, АЦП, ЦП, ЦАП и выходной ФНЧ2, поступает сигнал x состоящий из суммы двух гармонических колебаний с частотами 65 и 74 Гц.

Цифровой процессор выполняет преобразование сигнала x₂ = x₁ – 2x₁². Частоты срезов «идеальных» ФНЧ1 – 70 Гц, ФНЧ2 – 90 Гц, частота дискретизации АЦП – 90 Гц. Определите, какие частоты (из перечисленных ниже) будет содержать выходной сигнал y:

1) 16

2) 25

3) 32

4) 50

5) 65

Ответ:?

10. В цифровом фильтре, структурная схема которого изображена ниже, коэффициенты a_n и b_n, соответственно, равны: a₀≠0, a₁=0, a₂=2, b₁=0, b₂≠0,T_d=1.

∑

Какая из передаточных характеристик W(p) может описывать данный фильтр?

1		4
2		5
3		6

Ответ:?

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Государственный экзамен по специальности 200101 «Приборы и информационно-измерительные системы

Экзаменационный билет № 6

1. Термопара хромель – капель с удельной термо э.д.с. 60 мкВ/ ⁰С преобразует температуру в газогенераторе. Температура в газогенераторе – 1000 ⁰С, в области холодного спая – 100 ⁰С. При указанных значениях температур выходное напряжение термопары (в вольтах) равно:

4. 0,082 В.

5. 0,06 В.

6. 0,054 В.

Ответ: 3

2. Изменение динамических характеристик, вызванное уменьшением в 3 раза собственной частоты прибора

1. В 6 раз увеличивается длительность переходного процесса;

2. В 3 раза уменьшается интегральная квадратичная оценка переходного процесса;

3. В 1,5 раз уменьшается ширина полосы пропускания частот;

4. В 9 раз увеличивается ширина полосы пропускания частот;

5. В 3 раза увеличивается длительность переходного процесса;

6. В 3 раза увеличивается перерегулирование;

Ответ: 5