2025 年大学测控技术与仪器（测控技术工程）试题及答案

2025年大学测控技术与仪器（测控技术工程）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）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.热电偶传感器C.光纤传感器D.气敏传感器2.测控系统中，信号调理电路的作用不包括（）。A.放大B.滤波C.编码D.线性化3.关于PID控制算法，下列说法错误的是（）。A.比例环节能快速响应偏差B.积分环节可消除稳态误差C.微分环节能抑制偏差变化D.积分时间常数越大，积分作用越强4.以下哪种仪器常用于测量微小位移？（）A.卡尺B.千分尺C.激光干涉仪D.应变片5.数据采集系统中，采样频率与信号频率的关系是（）。A.采样频率越高越好B.采样频率应大于信号最高频率的2倍C.采样频率等于信号频率D.采样频率无要求6.以下哪种通信方式不属于无线通信？（）A.ZigBeeB.Wi-FiC.RS-485D.Bluetooth7.对于测控系统的可靠性设计，不包括以下哪项措施？（）A.硬件冗余B.软件容错C.增加设备数量D.故障诊断与预警8.以下哪种传感器可用于测量温度和压力？（）A.压电传感器B.磁电传感器C.热电阻传感器D.霍尔传感器9.关于传感器的静态特性，下列说法正确的是（）。A.线性度是指输出与输入成严格线性关系B.灵敏度越高越好C.迟滞现象是指正反行程输出不一致D.重复性是指多次测量同一输入时输出完全相同10.以下哪种仪器可用于对信号进行频谱分析？（）A.示波器B.逻辑分析仪C.频谱分析仪D.万用表二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内，少选、多选、错选均不得分）1.以下属于测控技术与仪器应用领域的有（）。A.工业自动化B.智能交通C.医疗设备D.航空航天E.教育领域2.信号调理电路中，常用的滤波电路类型有（）。A.RC滤波电路B.LC滤波电路C.有源滤波电路D.数字滤波电路E.开关电容滤波电路3.以下哪些是常用的传感器信号转换电路？（）A.电压-电流转换电路B.电流-电压转换电路C.频率-电压转换电路D.电阻-电压转换电路E.电荷-电压转换电路4.关于数字PID控制算法，以下说法正确的是（）。A.位置式PID算法计算简单B.增量式PID算法抗干扰能力强C.位置式PID算法每次输出与整个过去状态有关D.增量式PID算法输出为本次与上次控制量之差E.数字PID控制算法可通过软件实现5.以下哪些仪器可用于测量转速？（）A.转速表B.tachometerC.编码器D.示波器E.万用表三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，对的打“√”，错的打“×”）1.传感器的精度越高，其测量误差越小。（）2.测控系统中，信号传输距离越远，信号质量越好。（）3.PID控制算法只能用于线性控制系统。（）4.数据采集系统中，采样位数越多，量化误差越小。（）5.无线通信具有抗干扰能力强的优点。（）6.传感器的动态特性主要描述其对随时间变化的输入信号的响应特性。（）7.信号调理电路中，放大倍数越大越好。（）8.测控系统的可靠性与系统的复杂程度无关。（）9.基于微机电系统（MEMS）的传感器具有体积小、功耗低等优点。（）10.仪器的分辨率越高，其能够分辨的最小变化量越小。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答以下问题）1.简述传感器的分类方法及常见类型2.说明PID控制算法的原理及参数调整对系统性能的影响3.阐述数据采集系统的组成及各部分的作用五、综合应用题（总共1题，每题20分，请结合所学知识解决以下实际问题）某工业生产线上需要对温度进行精确控制，已知温度范围为0℃-100℃，要求控制精度达到±0.5℃。现采用热电偶作为温度传感器，信号调理电路将其输出电压转换为0-5V的标准信号，使用PID控制器进行控制，执行机构为加热或制冷设备。请设计一个完整的测控系统方案，包括传感器选型、信号调理电路设计、PID控制器参数设置及执行机构选择，并说明如何实现对温度的精确控制。答案：一、选择题1.D2.C3.D4.C5.B6.C7.C8.C9.C10.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCE4.BCDE5.ABC三、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.√四、简答题1.传感器分类方法有多种，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器等；按被测量可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器等。常见类型有应变片传感器、热电偶传感器、光纤传感器、气敏传感器等。2.PID控制算法原理是根据给定值与实际输出值的偏差，通过比例、积分、微分三个环节的作用来调整控制量。比例环节快速响应偏差，积分环节消除稳态误差，微分环节抑制偏差变化。参数调整时，比例系数增大，响应加快但可能超调；积分时间常数增大，积分作用减弱，消除稳态误差时间变长；微分时间常数增大，抑制偏差变化能力增强，但对噪声敏感。3.数据采集系统由传感器、信号调理电路、数据采集卡、计算机等组成。传感器将被测量转换为电信号，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，数据采集卡将模拟信号转换为数字信号并采集，计算机对采集到的数据进行存储、分析和处理。五、综合应用题传感器选型：选用精度高、稳定性好的热电偶，如K型热电偶。信号调理电路设计：采用放大、滤波、线性化电路，将热电偶输出电压转换为0-5V标准信号。PID控制器参数设置：根据