智能仪器期末试题及答案
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智能仪器期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 智能仪器的主要功能包括以下哪项?A. 数据采集B. 数据处理C. 数据存储D. 所有选项2. 在智能仪器中,传感器的作用是什么?A. 转换物理量为电信号B. 放大电信号C. 显示电信号D. 记录电信号3. 下列哪个不是智能仪器的数据处理方法?A. 滤波B. 积分C. 微分D. 存储4. 智能仪器的通信接口通常包括哪些类型?A. USBB. RS-232C. EthernetD. 所有选项5. 智能仪器的自诊断功能主要是指什么?A. 诊断仪器的硬件故障B. 诊断仪器的软件故障C. 诊断仪器的电源问题D. 诊断仪器的所有故障6. 智能仪器的校准功能主要目的是什么?A. 提高测量精度B. 延长仪器使用寿命C. 降低仪器成本D. 增加仪器的美观度7. 智能仪器的远程监控功能通常需要哪些技术?A. 无线通信技术B. 网络技术C. 数据加密技术D. 所有选项8. 在智能仪器中,模糊逻辑控制的主要用途是什么?A. 提高控制精度B. 简化控制算法C. 降低控制成本D. 实现非线性控制9. 智能仪器的自适应控制功能主要是指什么?A. 自动调整测量参数B. 自动调整控制参数C. 自动调整显示参数D. 自动调整存储参数10. 下列哪个不是智能仪器的发展趋势?A. 集成化B. 网络化C. 智能化D. 单一化二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述智能仪器与传统仪器的主要区别。
2. 描述智能仪器在工业自动化中的应用。
3. 解释智能仪器的自诊断功能及其重要性。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 假设一个智能仪器的传感器测量范围是0-100V,分辨率为0.01V,求该仪器测量的最大误差。
2. 给定一个智能仪器的信号处理算法,包含一个低通滤波器,其截止频率为5Hz,求在输入信号频率为10Hz时的输出信号幅度。
四、论述题(每题20分,共20分)1. 论述智能仪器在现代智能制造中的作用及其未来的发展趋势。
智能仪器复习题及答案一、选择题1. 智能仪器通常具备以下哪种功能?A. 基本测量B. 自动校准C. 数据记录D. 所有上述功能2. 智能仪器与传统仪器相比,其优势主要体现在:A. 成本更低B. 操作更复杂C. 功能更全面D. 体积更小3. 以下哪个不是智能仪器的常见传感器类型?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 声音传感器D. 光传感器4. 智能仪器在数据处理上通常采用哪种技术?A. 模拟信号处理B. 数字信号处理C. 人工神经网络D. 以上都不是5. 智能仪器在故障诊断中,通常采用哪种方法?A. 人工检查B. 经验判断C. 模式识别D. 随机猜测二、填空题6. 智能仪器的核心技术包括__________、__________和__________。
7. 智能仪器的自适应能力主要体现在__________、__________和__________。
8. 智能仪器的通信接口通常包括__________、__________和__________。
三、简答题9. 简述智能仪器在工业自动化中的应用及其重要性。
10. 描述智能仪器在环境监测中的作用及其优势。
四、计算题11. 假设智能仪器测量得到的温度数据为:25°C、27°C、29°C、30°C、28°C,请计算平均温度。
五、论述题12. 论述智能仪器在现代医疗诊断中的作用及其对未来医疗技术发展的影响。
六、答案1. D2. C3. C4. B5. C6. 传感器技术、微电子技术、计算机技术7. 自我诊断、自我校准、自我适应8. RS-232、RS-485、以太网9. 智能仪器在工业自动化中通过其高精度、高稳定性和强大的数据处理能力,提高了生产效率和产品质量。
它们能够实时监控生产过程,自动调整参数,确保生产过程的连续性和稳定性,从而降低人工成本和提高生产安全性。
10. 智能仪器在环境监测中能够实时收集和分析环境数据,如温度、湿度、污染物浓度等,为环境保护提供科学依据。
2014-2015学年第 1 学期期末考试试题(A卷)(开卷)智能仪器与虚拟仪器使用班级:班级:学号:姓名:一、简答题(30分)1.什么是虚拟仪器?虚拟仪器与传统仪器的区别是什么?答:虚拟仪器是基于计算机的仪器。
将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。
区别:传统仪器:关键是硬件,开发与维护费用高,技术更新周期长,价格高,厂商定义仪器功能,系统封闭、固定,不宜与其它设备连接。
虚拟仪器:关键是软件,开发与维护费用低,技术更新周期短,价格低,并且可重用性与可配置型强,用户定义仪器功能,系统开放、灵活,易于其他设备连接。
2.什么是智能仪器?其主要特点是什么?答:计算机技术和测试技术相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定智能的作用,因而被称为智能仪器。
特点:1、操作自动化;2、具有自测功能;3、具有数据分析和处理能力;④具有友好的人机对话能力;⑤具有可程控操作能力。
3.一个最基本的虚拟仪器程序(VI)包括哪三个部分?答:前面板:交互式的用户界面。
程序框图:是程序源代码,用模块代替普通函数。
图标和连接器:用以识别VI的接口,以便在创以便在创建VI时调用另一个VI。
当一个VI应用在其它VI中,则称为子VI。
子VI相当于文本编程语言中的子程序。
二、设计题(70分)1、设计VI,用XY图显示半径分别为该生学号和相邻学号的同心圆。
2、设计一个温度检测报警器,温度传感器测量范围为0o C-60o C,在实时监测中,如果温度传感器测到的温度为该生学号,报警灯亮。
《智能仪器设计基础》试题一、判断题(每题 2 分,共 20 分)1. 因中值滤波满足比例不变性,所以是线性的滤波器。
()2. 基准电压Vr 的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。
()3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型,非线性校正精度与离散数据精度无关,仅与建模方法有关。
()4. RS232 通信采用的是TTL电平,因此它的传输距离比485 短。
()5. USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电。
在自供电模式下,USB设备不需要任何外接电源设备。
()6. LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式,这两种驱动方式可在使用时随时改变。
()7. 智能仪器中的噪声与干扰是因果关系,噪声是干扰之因,干扰是噪声之果。
( )8. 软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。
()9. RAM 测试方法中,谷值检测法无法检测“ 粘连” 及“ 连桥” 故障。
()10.曲线拟合要求 y=f( x )的曲线通过所有离散点( x i , y i )。
()二、选择题(每题 2 分,共 20 分)1. 多通道数据采集系统的框图如下图所示。
其中( 1 )~( 4 )各部分的组成为:( )A. 放大器、A/D 转换器、D/A 转换器、计算机B. 多路开关、放大器、A/D 转换器、计算机C. 多路开关、放大器、D/A 转换器、计算机D. 放大器、多路开关、A/D 转换器、D/A 转换器2. 仪器采集数据中存在随机误差和系统误差,基本数据处理顺序是:( )A. 系统误差消除→数字滤波→标度变换B. 数字滤波→系统误差消除→标度变换C. 标度变换→系统误差消除→数字滤波D. 数字滤波→标度变换→系统误差消除3. 设采集数据由信号加噪声构成,应根据( )确定滤波算法?A. 噪声统计规律B. 信号特征和噪声统计规律C. 信号特征D. 只能用多种滤波算法试验,由处理效果确定。
4. 采样保持器的作用是( )A. 提高系统的采样速率B. 保持系统的数据稳定C. 保证在A/D转换期间ADC前的模拟信号保持不变D. 使A/D 转换器前信号能跟上模拟信号的变化5. 采集数据中含有脉冲性干扰,信号为直流,则应选择( )滤波算法。
智能仪器练习题练习一一、简答题1.简述智能仪器仪表型式试验和电磁兼容试验主要内容。
答:型式试验和电磁兼容性试验主要包括:外观检查、绝缘性能、电压波动、低温、高温、湿热、振动、浪涌、脉冲群、静电放电、射频电磁场、电源端骚扰、传导、电磁辐射等。
2.简述智能仪器仪表常用的总线接口和通讯接口方式。
答:分为并行接口方式和串行接口方式。
并行接口:PCI接口和ISA;串行接口:OneWire、I2C、SPI、RS232、RS485、现场总线(CAN总线、LonWorks总线)、USB总线、IEEE-488总线、以太网、Camerlink等。
二、智能仪器仪表设计题为铁路现场SS8型电力机车设计随车状态诊断记录仪。
诊断记录仪需要采集机车的一些状态参数,包括:一路交流0~25KV电压信号、一路交流0~1000A 电流信号、一路直流110V开关信号,一路压力传感器输出信号(0-600kPa),一路温度传感器输出信号(4-20mA),以及一个OC门开路输出的光电开关输出。
便携式诊断记录仪采用机车110V直流供电,要求采集精度不低于1%。
要求该设备能够连续采集记录50小时以上的机车状态参数,还可以将数据转储到PC机上,利用PC机上的专家系统进行更精确的分析诊断。
1.设计该智能仪器的总体结构,包括供电系统设计,微处理器的选择,系统复位电路设计等,并简单描述工作原理(10分)答:该仪器选用51或96单片机作为微处理器,选用MAX691进行复位与内存数据保护,选用110V/5V电源模块进行系统供电,单片机外接A/D变换器进行模拟信息采集,利用单片机自带的I/O口进行数字量的采集。
2.为上述每种信号设计前向采集通道电路(20分)答:(答案不唯一)(1) 0~25KV的电压:LEM模块,串行1带8路的A/D接口(控制信号和电源隔离),或多路切换后进模拟量隔离放大器。
(2) 0~1000A的电流:分流器或 LEM模块,同a。
(3) 0~600Kpa的压力:两线制的半导体式压力传感器,同a。
智能仪器期末试题及答案TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】一、填空题1.在电子设备的抗干扰设计中,接地技术是一个重要环节,高频电路应选择(多)点接地,低频电路应选择(单)点接地。
2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构,有独立式键盘和(矩阵)式键盘,若系统需要4个按键,应采用(独立式)键盘结构。
大于8个时采用矩阵式键盘3.智能仪器的显示器件常用( LED )数码管或液晶显示器,其中(LED数码)更适合用于电池供电的便携式智能仪器。
4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、(放大器)、滤波器、(采样保持器)和A/D转换器等几个主要部分所组成。
5.对电子设备形成干扰,必须具备三个条件,即( 干扰源)、(传输或耦合的通道)和对干扰敏感的接收电路。
6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为:(传导)耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和(电磁)耦合。
7.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定,驱动器的输出电平逻辑“0”为( +5 ~+15 )V, 逻辑“1”为( -5 ~ -15 )V。
8.智能仪器的随机误差越小,表明测量的(精确)度越高;系统误差越小,表明测量的(准确)度越高。
9.智能仪器的故障自检方式主要有(开机)自检、(周期性)自检和键控自检三方式。
10.双积分型A/D转换器的技术特点是:转换速度(较慢),抗干扰能力(强)。
11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种:即利用(误差模型)、(校正数据表)或通过曲线拟合来修正系统误差。
12.为防止从电源系统引入干扰,在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、(隔离变压器)、(低通滤波器)和高性能直流稳压电源。
13.为减小随机误差对测量结果的影响,软件上常采用(算数平均)滤波法,当系统要求测量速度较高时,可采用(递推平均)滤波法。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展,出现了以个人计算机为核心构成的(个人)仪器和(虚拟)仪器等新型智能仪器。
智能仪表期末复习题精品⽂档⼀、简答题1、串模⼲扰的来源有哪些?主要有哪些硬件防⼲扰措施?主要来⾃于⾼压输电线、与信号线平⾏敷设的输电线以及⼤电流控制线所产⽣的空间电磁场。
措施:①利⽤双端不对地输⼊的运算放⼤器作为输⼊通道的前置放⼤器②⽤变压器或光电耦合器把各种模拟负载与数字信号源隔离开来③采⽤浮地输⼊双层屏蔽放⼤器来抑制共模⼲扰2、常⽤的数字滤波⽅式是什么?(1)克服⼤脉冲⼲扰的数字滤波法㈠.限幅滤波法㈡.中值滤波法(2)抑制⼩幅度⾼频噪声的平均滤波法㈠.算数平均㈡.滑动平均㈢.加权滑动平均㈣⼀阶滞后滤波法(3)复合滤波法程序判断,中位值滤波,算术平均滤波,递推平均滤波,加权递推平均滤波,⼀阶惯性滤波和复合滤波等。
3、简述智能仪器设计的基本原则?1、从整体到局部(⾃顶向下)的设计原则2、经济性要求、3、可靠性要求4、操作和维护的要求5、实时性要求4、简述有哪⼏种现场总线?基⾦会现场总线FF、FF总线不附属任何⼀个企业或国家、提供了H和H两种21物理层标准、过程现场总线Profibus、LonWorks、CAN、HART5、简述程序跑飞的原因及其处理⽅法?原因:⼲扰信号已通过某种途径作⽤到了CPU上,CPU就不能按正常状态执⾏程序,从⽽引起混乱。
统受到某种⼲扰后,程序计数器PC的值偏离了给定的唯⼀变化历程,导致程序运⾏偏离正常的运⾏路径。
处理办法:1)最简单的是使CPU复位,让程序从头开始重新运⾏。
2)采⽤指令冗余、软件陷阱以及“技术。
6、逐次⽐较式A/D,积分式A/D的原理及各⾃优缺点?逐次⽐较式:当启动信号作⽤后,时钟信号先通过逻辑控制电路是N位寄存器的最⾼位D(N-1)位1,以下各位为0,这个⼆进制代码经A/D转换器转换成电压U0,送到⽐较器与输⼊的模拟电压Ux⽐较。
若Ux.>Uo,则保留这⼀位,;若Ux积分式:先⽤积分器把输⼊模拟电压转换成中间量,再把中间量转换成数字。
优缺点:逐次⽐较式A/D转换器的转换时间与转换精度⽐较适中,转换时间⼀般在us级,转换精度⼀般在0.1%左右,适⽤于⼀般场合。
一、通过你对本门课程的学习,说明一卞什么是智能仪器,并列举平时学生生活屮的智能仪器的例子。
(10 分)含有微计算机或微处理器的测量仪器,拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,其有一定的智能作用。
(7分)例子:超市里面的电子称。
(3分)二、七段共阴极数码管结构如图,按照abcdef gDp的顺序,a是高位,Dp是低位,写出0'9的段码。
(10 分)三、在F1常的设计中,键盘要求时实扫描,需耍占用系统,显示也动态扫描,也占用系统,所以,冇了键盘和显示后,系统将无法进行其他的工作,所以,我们为了解放系统,让它能够去运行其他的程序,我们就想川一个其他的芯片來代替CPU來实现键盘和显示的功能,这时候就冇了8279 nf编程键盘/显示器。
结构如下图,其管脚很多,但是若加以区分就比较简单了,问:其外部筲脚功能大致可以分为哪四个部分?(5分)扫描输出冇哪几种形式?(5分)若OCTA OLTB分别使用,应该外加什么芯片?(5分)分为cpu接口、键盘返冋、显示输出、扫描输出4部分。
(5分)扫描输出有编码输出和译码输出两种形式。
(5分)译码输出要外接CD45U (BCD■段码译码器)(5分)四、我们的A/D转换在测量小是非常重要的,我们A/D转换的方法也有很多,双积分的转换是比较常用的,请简要的说明双枳分A/D转换器的工作原理。
(15分)第一次是被测量积分,得到电容上的一个电压,第二次是一个和被测电压相反的标准电压积分,等到电容上的电压为零的时候,看第二次积分的时间,用记数來表示时间,从而表示出被测电压的大小。
(15)分五、在众多的仪器屮,测疑杲程的区分是最常见的,一般的都是我们用手动去转换最程,但是在智能仪器屮,就不需要手动了,它可以口己完成,我们称Z为门动虽程转换,请说明门动量程转换的原理,最好用流程图来说明。
(10分)(債丹自动料換入亍)六、参看下图说明如何采用软件对仪器进行自校准。
(15分)七、现用单片机控制一个AD和一个DA•请将下列元件进行连线,使AD的地址为06H, DA的地址为04H。
北京交通大学考试试题(A)课程名称:智能仪器仪表原理2006-2007学年第2学期出题教师:余祖俊学生姓名:___________ 班级: ______________ 学号:______________________一、简答题(20分)1.简述智能仪器仪表产品研制初期获取信息的渠道及产品功能的确定方法(5分2.简述传感器选用时应该注意的问题,以及“两线制电流型”和“单总线数字式”传感器的接口方式(10分)3.简述型式试验和电磁兼容试验的内容(5分)通过完成下面二~五题,为某工厂车间设计智能安全监控系统。
车间的中央控制PC机需要对分布于100米X 100米范围内的50个点进行监控。
每个检测点需要检测一路直流2000V模拟信号、一路直流10000A模拟信号、一路110V直流开关信号,以及一个光电开关的输出(OC门开路),并根据中央控制PC机指令控制一个交流380V电机的正反转。
二、请为此车间设计3种可行的采集系统结构方案,分析各自的优缺点,选取你认为最优的方案(20分)三、根据选取的系统结构方案,设计由被测信号到PC机的数据采集通道。
相关电路应尽可能给出具体参数,如电阻值、电容值、芯片型号等。
(20 分)四、根据选取的系统结构方案,设计由PC机到电机的控制通道。
相关电路应尽可能给出具体参数,如电阻值、电容值、芯片型号等。
(20分)五、根据选取的系统结构方案,设计系统软件流程图。
要求软件具有一定的抗干扰能力。
(20分《智能仪器仪表设计》2007年本科期末考试(A)参考答案(要点)一、简述1、图书馆图书、期刊、专利、报告、上网查询、专家咨询、调研、试验、同行合作交流等等。
2、(1)应该注意的问题包括:技术指标是否能够满足。
其中包括:测量精度,测量范围,工作温度,静态动态特性;传感器的测量原理是否适合应用现场的环境;传感器的测量接口和输出接口;传感器的尺寸和价格。
(2)两线制电流型接口方式:一线直接接地,一线串联一个合适的精密电阻连地。
智能仪器考试试题一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、智能仪器的核心部件是()A 传感器B 微处理器C 显示器D 执行机构2、以下哪种通信方式常用于智能仪器的数据传输()A 并行通信B 串行通信C 蓝牙通信D 以上都是3、智能仪器中的模拟信号转换成数字信号通常使用()A ADC 转换器B DAC 转换器 C 计数器D 定时器4、以下哪项不是智能仪器的特点()A 高精度B 高可靠性C 高成本D 多功能5、智能仪器的软件通常包括()A 系统软件B 应用软件C 驱动软件D 以上都是6、在智能仪器的误差处理中,常用的方法不包括()A 软件滤波B 硬件滤波C 校准D 忽略误差7、智能仪器的人机交互界面不包括()A 键盘B 触摸屏C 指示灯D 电源开关8、以下哪种编程语言常用于智能仪器的软件开发()A C 语言B Java 语言C Python 语言D 以上都是9、智能仪器的自诊断功能主要是为了检测()A 硬件故障B 软件故障C 人为操作错误D 以上都是10、以下关于智能仪器的发展趋势,说法错误的是()A 小型化B 单一功能化C 智能化D 网络化二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、智能仪器通常由_____、_____和_____三大部分组成。
2、传感器的作用是将_____转换成_____。
3、微处理器在智能仪器中的主要作用是进行_____和_____。
4、智能仪器的显示方式有_____、_____和_____等。
5、数据采集系统中,采样保持器的作用是_____。
6、智能仪器的抗干扰技术包括_____、_____和_____等。
7、智能仪器的通信接口常见的有_____、_____和_____。
8、智能仪器的软件设计原则包括_____、_____和_____。
9、智能仪器的可靠性指标通常用_____和_____来衡量。
10、智能仪器的校准方法有_____和_____。
三、简答题(每题 10 分,共 20 分)1、简述智能仪器的工作原理。
智能仪器:含有微计算机或微处理器的测量仪器,拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定的智能作用的仪器。
发展趋势:微型化、多功能化、人工智能化、网络化分类:微机内嵌式、微机扩展式组成:微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路特点:操作自动化、自测功能、数据分析和处理功能、友好的人机对话功能、可程控操作能力虚拟仪器:以通用计算机为基础,加上特定的硬件接口设备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一种新型仪器。
输入通道:传感器、信号调理电路、S/H (低频时不用)、A/D 转换电路 程控放大器:为了适应不同的工作条件,在整个测量范围内获得合适的分辨率,提高测量精度仪用放大器:放大传感器输出的微弱电压或电流信号隔离放大器:保护电子仪器设备和人身安全,提高共模抑制比,获得较精确的测量结果。
A/D 转换器:把模拟信号转换为数字信号A/D 类别:并联比较型、逐次逼近型、双积分式、Σ-Δ调制型A/D 技术指标:转换精度(分辨率、转换误差)、转换速度、满量程输入范围 采样保持器:对模拟信号周期性的抽取样值,使模拟信号变成时间上离散的脉冲串,并对脉冲进行一定时间的保持。
输出通道:微型计算机、寄存器、D/A 转换器、放大变换电路、执行机构键盘接口:识键、译键、键值分析键盘:独立式键盘、非编码矩阵键盘、编码矩阵键盘按键去抖动:硬件消抖(RS触发器)、软件(延时去抖动):检测到按键按下或松开时,延时再判断按键状态,确认是否有键按下。
线反转法:行设为输出,且输出低电平;列设为输入,读入列线状态。
、列设为输出,且输出低电平;行设为输入。
读入行线状态。
、根据两次读数,合成一个代码,即特征码(特征码中隐含着按键的位置),建立键码与特征码关系。
非数值处理:查表(顺序、对半、计算)、排序(冒泡排序法、希尔排序法)希尔排序法:先取一个正整数d1(d1<n,n为数据个数),把全部记录分成d1个组,所有相距为dl的数据看成是一组,然后在各组内分别进行插入排序,也就是在每组中将一个待排序的数据按其大小插到这组已经排序的序列中的适当位置,直到这组数据全部插入完毕为止;接着取d2(d2<d1),重复上述分组和排序操作;直到di=1 (i>=1),即所有记录成为一个组为止。
1.简述智能仪器设计的基本原则。
答:从整体到局部的设计原则;智能仪器的经济性原则;智能仪器的通用性原则;智能仪器的软硬件合理配合的原则;智能仪器的可靠性原则2.简述智能仪器设计的一般步骤答:(1)确定任务,明确目标,拟定总体设计方案1.确定仪器的功能,技术指标及设计任务。
2.建模和测控算法的确定。
3.智能仪器的总体方案设计。
(2)硬件和软件设计1.硬件电路设计和功能模板的研制。
2.软件框图的设计和程序的编制。
(3)系统调试及性能测试1.确定系统规模大小。
2.软硬件权衡分配。
3.硬件部分调试。
4.软件模块调试。
3.与RS-232相比,RS-485标准总线有何特点?答:RS-485具有以下特点:(1) RS-485的电气特性:逻辑"1"以两线间的电压差为+(2-6)V表示;逻辑"0" 以两线间的电压差为-(2-6)V表示。
接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL 电路连接。
(2) RS-485的数据最高传输速率为10Mbps(3) RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。
(4) RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,实际上可达 3000米,另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器,即单站能力。
而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。
即具有多站能力。
(5)因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。
因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
4.可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标。
请写出智能仪器中常用的提高硬件和软件可靠性的方法。
答:提高硬件可靠性:元器件的选择;筛选;降额使用;可靠电路的设计;冗余设计;环境设计;人为因素设计;仪器可靠性实验;提高软件可靠性:认真地进行规范设计;可靠的程序设计方法;程序验证技术;提高软件设计人员的素质;消除干扰;增加试运行时间。
一、填空题1.在电子设备的抗干扰设计中,接地技术是一个重要环节,高频电路应选择(多)点接地,低频电路应选择(单)点接地。
2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构,有独立式键盘和(矩阵)式键盘,若系统需要4个按键,应采用(独立式)键盘结构。
大于8个时采用矩阵式键盘3.智能仪器的显示器件常用( LED )数码管或液晶显示器,其中(LED数码)更适合用于电池供电的便携式智能仪器。
4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、(放大器)、滤波器、(采样保持器)和A/D转换器等几个主要部分所组成。
5.对电子设备形成干扰,必须具备三个条件,即( 干扰源)、(传输或耦合的通道)和对干扰敏感的接收电路。
6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为:(传导)耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和(电磁)耦合。
7.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定,驱动器的输出电平逻辑“0”为( +5 ~ +15 )V, 逻辑“1”为( -5 ~ -15 )V。
8.智能仪器的随机误差越小,表明测量的(精确)度越高;系统误差越小,表明测量的(准确)度越高。
9.智能仪器的故障自检方式主要有(开机)自检、(周期性)自检和键控自检三方式。
10.双积分型A/D转换器的技术特点是:转换速度(较慢),抗干扰能力(强)。
11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种:即利用(误差模型)、(校正数据表)或通过曲线拟合来修正系统误差。
12.为防止从电源系统引入干扰,在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、(隔离变压器)、(低通滤波器)和高性能直流稳压电源。
13.为减小随机误差对测量结果的影响,软件上常采用(算数平均)滤波法,当系统要求测量速度较高时,可采用(递推平均)滤波法。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展,出现了以个人计算机为核心构成的(个人)仪器和(虚拟)仪器等新型智能仪器。
(显示器和键盘)、(模拟量I/O通道)、15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、总线和接插件等的检查。
16.异步串行通信是以字符为单位进行传送的,每个字符都附加了(同步)信息,降低了对时钟精度的要求,但传输效率(较低)。
17.智能仪器是指将(计算机)技术和(测量控制)技术有机的结合在一起的新一代电子仪器。
18.在信号通道使用光电耦合器,能有效抑制(尖峰脉冲)干扰和各种(噪声)干扰。
19.智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种,一种是根据被测量的大小,自动切换到不同量程的(传感器)上,另一种是自动改变电路的(放大器的增益)达到量程切换的目的。
20.智能仪器的软件通常由(监控)程序、(接口管理)程序和实现各种算法的功能模块等部分组成。
21.智能仪器的主要特征之一是,几乎都含有自动(量程)转换、自动(零点)调整等功能。
22.异步串行通信方式中,传送一帧字符信息由起始位、(数据位)位、( 奇偶校验)位和停止位等四部分组成。
23.根据测量误差的性质和特性,一般可将其分为三类,即随即误差、(系统)误差和(粗大)误差。
24.不同设备之间进行的数字量信息交换或传输,称为(数据接口)。
每秒钟串行发送或接受的二进制位数目,称为(波特率)。
二、选择题1.智能频率计采用多周期同步测量原理,是为了(A )。
A 在宽频率范围获得高精度B 提高测量速度C 便于程序设计D 减小标准频率误差2.智能数字频率计中采用的多周期同步测量原理,其中“同步”的含意是指( A )同步。
A 被测信号fx与时基信号f0B 被测信号fx与闸门开启和关闭C 两个闸门的控制信号D 时基信号f0与闸门开启和关闭3.某智能仪器准备采用LED数码管显示器,为尽可能节约单片机的I/O口资源,应采用下列显示方案中的哪一种方案。
(A )A 软件译码动态扫描显示B 硬件译码动态扫描显示C 硬件译码静态显示D MCS-51串行口方式0扩展I/O口驱动显示器4.在智能仪器中,模拟输入通道的抗干扰技术包括( D )。
A 对差模干扰的抑制B 对共模干扰的抑制C 采用软件方法提高抗干扰能力D 以上三种方法都包括5.ADC0809是8位的A/D转换器,当额定输入电压为5V时,其分辨率约为( B )。
A 0.625VB 19.5mVC 50mVD 5mV6.MC14433(11位)是三位半双积分型A/D转换器,当额定输入电压为2V时,其分辨率为( C )。
A 2VB 0.57VC 1mVD 0.5mV7.智能仪器的自动零点调整功能通常是由( C )的方法实现的。
A 软件B 硬件C 软、硬件相结合D 斩波稳零技术8.采样保持器在模拟通道中的作用是( B )。
A 提高系统采样速率B 保证在A/D转换期间A/D输入信号不变C 保持系统数据稳定D 使A/D输入信号能跟上模拟信号的变化9.在下列哪种情况下,智能仪器的模拟输入通道需要使用采样保持器?(C )A 在A/D转换期间输入模拟量基本不变B 对A/D转换精度要求较高时C 在A/D转换期间输入模拟量变化剧烈D 对A/D转换速度要求较高时10.用某三位半数字电压表的200V量程测量某电压的读数为120.0V,已知该仪器的固有误差为±(0.5%读数+0.1%满度),由于固有误差产生的测量误差是±( A )。
A 0.8VB 0.12VC 0.6VD 0.5V11.某智能温度测量仪的测温范围是-100~1500℃,当要求分辨率为0.1℃时,应选择下列哪一种A/D转换器芯片较为合理 ( A )。
A ICL7135(四位半)B MC14433(三位半)C ADC0809(8位)D ADC1140(16位)12.智能仪器的自检是为了实现(C )功能。
A 排除仪器故障B 减小零点漂移C 故障的检测与诊断D 减小仪器的测量误差13.下述方法哪一种可以用于减小智能仪器的系统误差。
(A )。
A 利用误差模型修正误差B 采用数字滤波器C 采用模拟滤波器D 提高系统的抗干扰能力14.在智能温度测量仪中用软件进行非线性补偿,是为了减小(A )。
A 系统误差B 粗大误差C 随即误差D 量化误差15.当智能仪器采集的数据中存在随即误差和系统误差时,正确的数据处理顺序是(A )。
A 系统误差消除→数字滤波→标度变换B 数字滤波→系统误差消除→标度变换C 标度变换→系统误差消除→数字滤波D 数字滤波→标度变换→系统误差消除16.多通道智能温度巡检仪的信号流程顺序为(A )。
A 放大器→A/D转换器→采样保持器→D/A转换器→计算机B 多路开关→放大器→采样保持器→D/A转换器→计算机C 多路开关→放大器→采样保持器→A/D转换器→计算机D 放大器→多路开关→采样保持器→A/D转换器→D/A转换器17.在智能仪器数据采集中,被测信号为直流电压,若需有效抑制被测信号中含有的脉冲干扰对测量结果的影响,数字滤波应采用( D )。
A 算术平均滤波法B 加权平均滤波法C 限幅滤波法D 中值滤波法18.在廉价、低精度DMM(数字万用表)中,广泛使用线性平均值AC/DC转换器,用此类DMM测量交流电压时,下列说法那个是正确的(B )。
A 测量任意波形的交流电压时,显示的都是有效值。
B 只有测量正弦交流电压时,显示的才是有效值。
C 测量任意波形的交流电压时,显示的都是平均值。
D 只有测量正弦交流电压时,显示的才是平均值。
19.当两台智能仪器通过串行口实现数据共享时,发现传输线上出现尖峰脉冲干扰,采用下述哪种方法可以有效消弱此种干扰。
( D )A 对两台仪器进行电磁屏蔽B 两台仪器均良好的接大地C 传输线使用同轴电缆D 在信号通道使用光电耦合器三、简答题1.智能仪器与传统仪器相比有何特点?42.在什么情况下数据传送需要用调制解调器?调制解调器的作用是什么?413.为什么在智能型电子计数器中,系统的时基信号是由外部电路产生的,而不是直接由单片机内部定时器产生的?1264.在使用电阻温度传感器单电桥测温电路中,为什么要对引线电阻进行补偿?如何进行补偿?705.与硬件滤波器相比,采用数字滤波有哪些主要优点?316.智能仪器的硬件主要包括那几部分?37.智能仪器的软件通常由哪些程序模块组成?38.简述电子计数式频率计±1误差的产生原因,怎样减小±1误差的影响?1339.设计数字多用表(DMM)的交流电压测量功能时,需要用到AC/DC转换器,目前有哪两种主要转换方法?105简述它们具有哪些技术特点?105、10610.标度变换的目的是什么?有哪几种常用方法实现标度变换?8211.在智能仪器设计中,通常可采用哪些方法减小系统误差?24-2612.什么是虚拟仪器?虚拟仪器通常由哪几部分组成?18713.一般情况下,由单片机构成的智能仪器的开机自检需要检测哪些内容?1214.智能仪器采用数字滤波器后,就不需要硬件模拟滤波器了,这种说法对吗?为什么?不对3115.逐次逼近式数字电压表与双积分式数字电压表相比较,各有哪些主要特点?95-96四、判断题1.数字滤波中的去极值平均滤波法,可以有效地减小智能仪器的系统误差。
(错随机误差)2.在自动零点校正、增益校正过程中,基准电压V ref的精度和稳定度影响零位误差、增益误差的校正结果。
(对)3.在智能温度测量仪中,针对热电阻传感器的特性采用软件进行非线性补偿,是为了减小系统误差。
(对81 )4.智能仪器的自动零点调整功能,是在软、硬件的密切配合下完成的。
(对17-18 )5.光电耦合器对数字量I/O通道中的尖峰干扰和各种噪声,具有良好的抗干扰效果。
(对163)6.ADC0809是8通道8位逐次逼近型A/D转换器,当满量程电压为5V时,它的分辨率是19.5mV。
(对)7.在智能仪器的模拟量输入通道中,当A/D转换期间输入模拟量快速变化时,需要使用采样保持器。
(对)8.在智能温度测量仪中,无论使用热电阻传感器还是使用半导体集成传感器,都必须进行非线性补偿。
(错)9.智能仪器设置自动量程转换功能后,必须设计完善的输入保护措施,使其最小量程能够承载最大允许输入量而不损坏,直至量程自动调整为最大量程。
(对)10.智能仪器在数据通信中使用调制解调器,是为了获得更高的数据传输速率。
(错41)11.智能仪器的开机自检是为了减小仪器的测量误差。
(对)12.智能温度测量仪中使用软件进行非线性校正,主要是为了校正传感器输出特性的非线性。
(错)13.与同轴电缆相比,双绞线具有更宽的频带,因此在微机实时系统的长线传输中,获得广泛应用。
(错164)14.中值滤波可以有效地减小脉冲干扰造成的误差。
(对31 )15.智能仪器的自动零点调整功能是由纯软件的方法实现的。
(错)16.RS-232C标准串行接口总线采用的是TTL电平,因此它的传输距离比RS-485短。