2025年大学本科四年级（测控技术与仪器）智能测控系统设计测试题及答案

2025年大学本科四年级（测控技术与仪器）智能测控系统设计测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）请将答案填写在每题后面的括号内。每题3分，共10题。1.智能测控系统中，以下哪种传感器常用于测量温度且精度较高（）A.应变片传感器B.热电偶传感器C.超声波传感器D.霍尔传感器2.智能测控系统的数据采集模块主要功能不包括（）A.信号调理B.数据存储C.数据传输D.控制算法执行3.以下关于智能测控系统的通信接口，速度最快的是（）A.RS232B.USBC.EthernetD.CAN4.智能测控系统的核心控制器通常不采用（）A.单片机B.FPGAC.PLCD.硬盘5.在智能测控系统中，PID控制算法属于（）A.开环控制B.闭环控制C.自适应控制D.智能控制6.智能测控系统的软件设计中，以下不属于实时操作系统特点的是（）A.多任务处理B.可靠性高C.响应速度快D.资源利用率低7.用于智能测控系统的传感器，其线性度越好意味着（）A.测量范围越大B.测量精度越高C.抗干扰能力越强D.响应速度越快8.智能测控系统中，数据融合技术的主要目的是（）A.增加数据量B.提高数据准确性C.降低通信带宽D.简化系统结构9.以下哪种编程语言不常用于智能测控系统软件开发（）A.C语言B.PythonC.JavaD.VHDL10.智能测控系统的电源模块设计中，为提高系统稳定性常采用（）A.线性电源B.开关电源C.电池供电D.太阳能供电第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述智能测控系统的基本组成部分及其功能。12.（15分）说明智能测控系统中传感器信号调理电路的作用及常见的调理方法。13.（15分）阐述PID控制算法在智能测控系统中的原理及参数整定方法。14.（15分）材料：在一个智能温度测控系统中，采用热电偶传感器测量温度，经过信号调理电路后送入数据采集模块，由单片机进行处理。现发现测量温度与实际温度偏差较大。请分析可能的原因并提出解决措施。15.（15分）材料：设计一个智能液位测控系统，要求能够实时监测液位高度，并在液位超出设定上限或低于设定下限时进行报警。请画出系统的总体架构图，并简要说明各部分的功能。答案：1.B2.D3.C4.D5.B6.D7.B8.B9.D10.B11.智能测控系统基本组成部分包括传感器、信号调理电路、数据采集模块、核心控制器、通信接口、执行机构和电源模块。传感器用于获取被测量信息；信号调理电路对传感器输出信号进行放大、滤波、线性化等处理；数据采集模块采集处理后的信号；核心控制器进行数据分析处理并发出控制指令；通信接口用于与其他设备通信；执行机构执行控制指令；电源模块提供系统所需电能。12.传感器信号调理电路作用是将传感器输出的微弱、不规范信号转换为适合后续处理的信号。常见调理方法有放大，如采用运算放大器放大信号幅度；滤波，去除干扰信号；线性化，使输出与被测量成线性关系，如采用线性化电路对非线性传感器输出进行修正。13.PID控制算法原理是根据给定值与实际输出值的偏差，利用比例、积分、微分三个环节对控制对象进行控制。比例环节快速响应偏差，积分环节消除稳态误差，微分环节预测偏差变化趋势。参数整定方法有经验试凑法，根据系统响应逐步调整参数；临界比例度法，先使系统处于临界振荡状态，获取临界比例度和周期，再计算整定参数；衰减曲线法，使系统产生一定衰减比的振荡，根据衰减曲线确定整定参数。14.可能原因：热电偶传感器选型不当，测量范围不适合实际温度；信号调理电路参数设置不合理，如放大倍数不准确；数据采集模块采样频率不合适或存在干扰；单片机程序算法有误，对温度数据处理不准确。解决措施：重新选型合适的热电偶传感器；检查信号调理电路参数，重新调整放大倍数等；检查数据采集模块，调整采样频率，排查干扰；检查单片机程序，修正算法错误。15.总体架构图包括液位传感器（用于实时监测液位高度）、信号调理电路（对传感器信号进行处理）、数据采集模块（采集处理后的液位信号）、单片机（分析处理液位数据，与设定值比较）、显