2025年大学测控技术与仪器（测控电路）试题及答案

2025年大学测控技术与仪器（测控电路）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）答题要求：本大题共10小题，每小题3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.以下哪种电路不属于测控电路的基本组成部分？A.传感器接口电路B.信号调理电路C.数字逻辑电路D.功率放大电路2.对于一个线性测量系统，其灵敏度的定义是？A.输出变化量与输入变化量之比B.输入变化量与输出变化量之比C.输出量与输入量之比D.输入量与输出量之比3.某传感器输出信号为毫伏级电压信号，为了后续处理方便，应采用哪种放大器进行放大？A.电压跟随器B.同相比例放大器C.反相比例放大器D.差动放大器4.滤波器在测控电路中的主要作用是？A.提高信号幅度B.抑制干扰信号C.增加信号频率D.改变信号相位5.下列哪种调制方式常用于无线测控系统中？A.调幅B.调频C.调相D.以上都是6.采样保持电路在测控系统中的作用是？A.在采样期间保持输入信号不变B.在保持期间跟踪输入信号变化C.对输入信号进行采样并保持采样值D.对输入信号进行量化和编码7.对于一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.5时，系统处于？A.欠阻尼状态B.过阻尼状态C.临界阻尼状态D.无阻尼状态8.数字万用表测量电压时，其内部电路主要采用了？A.电压跟随器B.电阻分压电路C.电桥电路D.积分电路9.某测控电路中需要对两路信号进行乘法运算，应采用哪种电路实现？A.加法器B.乘法器芯片C.比较器D.积分器10.信号调理电路中，对信号进行隔离的目的是？A.提高信号强度B.防止干扰信号进入系统C.增加信号带宽D.降低信号噪声第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每空3分。请将正确答案填写在相应的横线上。1.测控电路的性能指标主要包括灵敏度、线性度________、________等。2.传感器的静态特性指标有________、________、重复性等。3.放大器的输入电阻越________，对信号源的影响越小；输出电阻越________，带负载能力越强。4.常用的滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和________。5.数据采集系统一般由传感器、________、________、计算机等部分组成。（二）简答题（共20分）答题要求：简要回答下列问题。1.简述测控电路中信号调理的主要内容。（10分）2.说明数字信号处理在测控电路中的优势。（10分）（三）分析题（共15分）答题要求：分析以下电路的工作原理及特点。如图所示为一个简单的同相比例放大器电路，已知运放的开环增益为Aod，输入电阻为Rin，输出电阻为Ro，反馈电阻为Rf，输入电压为Vi，试分析该电路的输出电压Vo与输入电压Vi的关系，并说明电路特点。（四）综合题（共15分）材料：某测控系统需要测量温度范围为0℃-100℃，要求测量精度达到±0.5℃。现采用热电偶作为温度传感器，其输出信号为毫伏级电压信号，且具有一定的非线性。问题：请设计一个完整的测控电路方案，包括传感器接口电路、信号调理电路、数据采集与处理电路等部分，说明各部分的作用及选用的主要电路元件。（五）设计题（共15分）材料：设计一个基于单片机的液位测控系统，要求能够实时测量液位高度，并在液位超过设定上限或低于设定下限时发出报警信号。液位传感器输出为0-5V的电压信号，单片机采用8051，具有8位A/D转换器。问题：请画出该液位测控系统的硬件电路原理图，并简述软件设计思路。答案：第I卷：1.D2.A3.B4.B5.D6.C7.A8.B9.B10.B第II卷：（一）1.精度、稳定性2.量程、零点输出3.大；小4.带阻滤波器5.信号调理电路、数据采集电路（二）1.信号调理主要内容包括放大、滤波、隔离以及线性化等。放大是将微弱信号放大到合适幅度；滤波用于去除干扰信号；隔离防止干扰信号进入系统；线性化针对非线性传感器输出信号进行处理，使其成为线性关系便于后续处理。2.数字信号处理在测控电路中的优势有：精度高，可通过软件算法提高测量精度；灵活性强，能方便地实现各种复杂信号处理功能；抗干扰能力强，可采用数字滤波等方法抑制干扰；便于存储和传输，数据以数字形式存储和传输更方便。（三）同相比例放大器输出电压Vo=(1+Rf/R1)Vi。特点：输入电阻大，对信号源影响小；输出电阻小，带负载能力强；具有电压跟随特性，输出电压与输入电压同相且比例关系由反馈电阻决定。（四）传感器接口电路用于将热电偶毫伏级信号引入并进行初步处理；信号调理电路包括放大、滤波、线性化等，放大采用运放提高信号幅度，滤波去除干扰，线性化电路采用查表法或拟合算法使输出与温度成线性关系；数据采集与处理电路采用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后由单片机进行处理和显示。（五）硬件电路原理图：液位传感器