2025年大学大四（测控技术与仪器）测控系统集成综合测试试题及答案

2025年大学大四（测控技术与仪器）测控系统集成综合测试试题及答案

（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：本卷共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。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.以下哪种传感器不属于测控系统中常用的传感器类型？（）A.温度传感器B.压力传感器C.速度传感器D.图像传感器2.测控系统中，信号调理电路的主要作用不包括（）A.放大B.滤波C.编码D.隔离3.对于一个闭环测控系统，以下说法正确的是（）A.不需要反馈环节B.控制精度只取决于控制器C.能自动纠正偏差D.系统稳定性与反馈无关4.以下哪种总线常用于测控系统的数据传输？（）A.USB总线B.PCI总线C.CAN总线D.以上都是5.在测控系统集成中，软件设计的关键不包括（）A.功能实现B.界面美观C.可靠性D.可维护性6.测控系统的抗干扰措施不包括（）A.屏蔽B.接地C.增加功耗D.滤波7.以下关于传感器精度的说法，错误的是（）A.精度越高越好B.与传感器的分辨率有关C.与测量误差有关D.只取决于传感器本身8.对于测控系统中的数据采集卡，其主要性能指标不包括（）A.采样频率B.分辨率C.存储容量D.通道数9.以下哪种控制算法不属于常用的测控系统控制算法？（）A.PID控制B.模糊控制C.遗传算法D.牛顿迭代法10.在测控系统集成中，硬件电路设计的首要原则是（）A.功能齐全B.成本低廉C.可靠性高D.体积小巧第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共10分）答题要求：请在每题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.测控系统一般由传感器、信号调理电路、______、执行机构和被控对象等部分组成。2.传感器的静态特性指标主要有线性度、灵敏度、______等。3.常用的数字滤波方法有算术平均值滤波、______、中值滤波等。4.PID控制算法中，P代表______，I代表积分，D代表微分。5.测控系统的可靠性通常用______和平均无故障工作时间来衡量。三、简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰，语言简洁。1.简述测控系统中传感器的作用。2.说明信号调理电路的主要功能及常见类型。3.简述闭环测控系统的工作原理。4.列举几种常见的测控系统抗干扰技术。四、综合分析题（共20分）材料：在一个温度测控系统中，采用热电偶作为温度传感器，其输出的热电势信号经过信号调理电路放大、滤波后，送入单片机进行处理。单片机根据预设的温度值与采集到的温度值进行比较，通过PID控制算法调节加热设备的功率，以实现对温度的精确控制。答题要求：根据上述材料，回答以下问题。1.分析该温度测控系统中传感器、信号调理电路、单片机和执行机构分别是什么？2.说明PID控制算法在该系统中的作用。3.若该系统出现温度控制不准确的情况，可能的原因有哪些？五、设计题（共20分）材料：设计一个简单的液位测控系统，要求能够实时测量液位高度，并在液位超出设定上限或低于设定下限时发出报警信号。答题要求：请根据上述要求，设计该液位测控系统的总体方案，包括传感器选型、信号调理电路设计、控制器选择及报警电路设计等，并简要说明各部分的工作原理。答案：1.D2.C3.C4.D5.B6.C7.D8.C9.D10.C二、1.控制器2.迟滞3.加权平均滤波4.比例5.失效率三、1.传感器是测控系统的首要环节，其作用是感受被测量并将其转换为电信号输出，为后续的信号处理和控制提供原始数据。2.主要功能是对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、隔离、线性化等处理；常见类型有放大器、滤波器、隔离器等。3.闭环测控系统通过传感器检测被控对象的输出信号，反馈给控制器，控制器将反馈信号与给定值比较，产生控制信号驱动执行机构对被控对象进行控制，使被控量达到预期值。4.屏蔽技术、接地技术、滤波技术、隔离技术、软件抗干扰技术等。四、1.传感器是热电偶；信号调理电路负责放大、滤波热电势信号；单片机进行数据处理和PID控制算法运算；执行机构是加热设备。2.PID控制算法用于根据预设温度与采集温度的偏差，调节加热设备功率，使温度精确控制在设定值附近。3.可能原因有：热电偶损坏；信号调理电路参数设置不当；PID控制参数不合适；加热设备故障等。五、传感器可选用超声波液位传感器，利用超声波反射原理测量液位高度。信号调理电路对传感器输出信号进