智能仪器第二部分复习题
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高考模拟卷(七)考试时间:50分钟试卷满分:100分一、选择题:本题共11小题,每小题4分,共44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。
瑞士是一个资源贫乏国家,但是瑞士钟表却以其准确的授时,高昂的价格,精良的手工工艺享誉世界,95%的瑞士钟表用于出口。
近几年瑞士钟表出口额大幅下降,针对这一现状瑞士政府积极引导发展医药化工业(医药化工产品是将简单化工品通过先进的工艺提炼制成的高级化工产品)。
据此完成1~3题。
1.瑞士钟表价格昂贵,主要原因是其( )A.原料精选,耗材量大 B.手工制作,品质卓越C.生活实用价值高 D.艺术性强,收藏性强2.近几年瑞士钟表出口额大幅下降的原因不包括( )A.科技进步 B.价格昂贵C.市场狭小 D.文化价值降低3.瑞士医药化工业发展的主要优势条件是( )A.地形平坦,运输便利B.国土面积大,原材料丰富C.环境优美,气候适宜,便于生产D.高科技人才众多,化学工业基础好成都平原西部灌渠众多,在润泽土地的同时,也影响着聚落的分布。
林盘是该区域一种典型的聚落。
林盘外是水稻田,林盘内是起居空间,林盘密集种植树竹。
房舍、林木、农田和灌渠相辅相存,完美体现了“天人合一”的生态智慧,多个林盘形成一个村庄。
随田散居形式是当地最为适合的传统居住方式。
如图为林盘景观图。
据此完成4~6题。
4.随田散居的居住方式,主要为了( )A.互不影响 B.用水充足 C.通风透气 D.便于耕作5.平原地区村庄一般是集聚的,但成都平原西部林盘模式采用分散的居住形式,主要得益于当地( )A.水运便利 B.水网纵横 C.人口分散 D.土壤肥沃6.林盘内树竹紧凑环绕宅院的空间格局可以使宅院( )A.减轻洪涝的危害 B.居住条件更舒适C.合理利用水资源 D.防御外敌的入侵布拉风是一种从山地或高原经过低矮隘道向下倾落的寒冷暴风。
这种风是因为在不太高的高原上的寒冷空气受阻于地形而聚集,受暖海面上暖低压的吸引倾泻而下的一种极严寒的地方性风。
1.什么是智能仪器?其主要特点是什么?智能仪器是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功能5具有可程控操作能力。
简述内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能由硬件和软件组成。
硬件包括微处理器,存储器,输入/出通道,人机接口电路,通信接口电路等。
功能:微处理器仪器核心,存储器包括数据存储器和程序存储器,用来存储程序和数据。
输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等,完成信号的滤波,放大,模数转换。
输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等,将处理后的数字信号转换为模拟信号。
人机接口电路主要包括键盘和显示器,是操作者和仪器的通信桥梁。
操作者可通过键盘向仪器发出控制命令,仪器可通过显示器将处理结果显示出来。
通信接口可实现仪器与计算机和其它仪器的通信。
智能仪器常用放大器的种类和特点?程控放大器:为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:输入阻抗和共模抑制比高、误差小、稳定性好。
隔离放大器:输入端和输出端各有不同的参考点。
可保护电子仪器设备和人生安全,提高共模抑制比,获得较精确的测量结果。
常见的A/D转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理⑴并联比较型A/D转换器:转换速度快,但是随着输出位数的增加所需器件数增加速度很快⑵逐次逼近型A/D转换器:抗干扰能力差,所以在A/D转换器之前一般要加采样/保持器锁定电压。
⑶双积分型A/D转换器:能起到滤波作用提高了抗干扰能力。
由于转换速度依赖于积分时间,所以转换速度慢。
⑷Σ-△调制型A/D转换器:制作成本低,提高有效分辨率.采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成,基本原理是从高位到低位逐位试探比较,好像用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行试探。
一、填空题。
(每空1分,共24分)⑴测控仪器的发展趋势可以概括为高精度、高效率、高可靠性及智能化、多样化与多维化。
测控仪器的设计流程为确定设计任务、设计任务分析,制定设计任务书、调查研究,详细占有资料、总体方案设计、技术设计、制造样机、产品鉴定或验收、设计定型后进行小批量生产。
⑵仪器误差的来源包括原理误差、制造误差和运行误差。
仪器误差产生的原因从数学特性上看,原理误差多为系统误差,而制造误差和运行误差多为随机误差。
⑶测控仪器设计的基本原理有平均读数原理、比较测量原理和补偿原理。
测控仪器设计的6项基本原则为阿贝原则、变形最小原则、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则⑷仪器的导轨按导轨面间摩擦性质可分为滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨和弹性摩擦导轨导轨设计应遵守的原理和原则有运动学原理、弹性平均效应原理、导向导轨与压紧导轨分立原则。
导轨设计的基本要求有导向精度、运动的平稳性、刚度要求和耐磨性要求⑸主轴系统设计的主要要求是主轴在一定载荷下具有一定的回转精度,同时还要求有一定的刚度和热稳定性。
柔性铰链用于绕轴作复杂运动的有限角位移,它的特点是:无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高。
⑹常用的驱动装置有步进电机、直流电机、同步电机、测速电机和压电陶瓷驱动器。
常用的微驱动器件有压电器件、电致伸缩器件和电磁驱动器。
⑺测控仪器对电路与软件系统的设计要求主要包括精度、响应速度、可靠性、经济性等几个方面。
测控仪器电路与软件系统的设计准则包括总线化准则、模块化准则和电磁兼容性准则。
⑻测控仪器光电系统的组成主要包括光源、光学系统、信息的光学变换、光电转换、显示和控制。
光电系统的类型分为主动系统与被动系统,模拟系统与数字系统,直接探测系统与相干探测系统等。
二、选择最适当的填入括号中(只填写其中之一的符号, 每题2分,共8题16分)⑴(B )是仪器对被测量变化的反映能力。
( C )表示仪器感受微小量的敏感程度。
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。
化工自动化控制仪表作业复习试题一、判断1、未确保安全防爆,必须严格限制仪表的表面温度。
对2、串级控制系统投用过程中,当副回路自动工作稳定,主变量等于设定值时,可以将主控制器由于手动无扰动地切向自动。
对3、国产SUPCONWEBFIELDECS-100控制系统具有HART信号处理卡件,可实现对符合HART协议的智能仪表的数据采集、组态和管理。
对4、执行器除了能够控制压力温度流量外,还能够在装置的安全方面起着重要作用。
对5、质量流量计的传感器工作原理,通过激励线圈使管子产生振动,测量管产生科氏力,所以测量管会产生扭曲。
错6、在节流装置的流量基本方程式中,当a、6、d、P均为常数时,流量与差压成正比。
错7、数字式万用表可测量交流电压、电流、直流电压、电流和电阻、电容、三极管、还可测量功率。
错8、液体由旋转叶轮中心向外缘运动时,在叶轮中心形成了低压(真空)区。
对9、往复泵、齿轮泵、螺杆泵、离心泵都是容积泵。
错10、对每一台接入现场总线控制系统的设备,在投用钱必须进行组态。
对11、真值表可以用来表示数字量的逻辑运算关系。
对12、角行程电动执行机构的输出轴输出角位移,转动角度小于260,通常用来推动蝶阀、球阀、偏心阀等转角式的调节机构,正常的角位移为90转角。
对13、自动控制系统中的操纵变量是指控制器的输出信号(义)14、接触器是一种适用于远距离频繁的接通和分断负荷主电路的控制电器。
对15、铜热电阻在测量范围-50150内,具有很好的稳定性,而在高于150时-,被氧化,失去良好的线性特性。
对16、串级控制系统的投运时,当主参数接近给定值,副参数也比较平稳后,调节主控制器的手操拨盘,使副控制器的偏差为零,将副调节器由手动切到自动,副调节器实行外给定的定值调节。
(V)17、S型热电偶有较好的化学稳定性,不易氧化;具有较高的测量精度,一般可以作为精密温度测量,还可以作为基准热电偶。
对18、超声波流量计使用的频率:测量液体的频率通常在300KHz~500KHz。
智能仪器复习题1、什么是智能仪器?智能仪器的主要特点是什么?1)智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物,实际上是一个专用计算机系统,它由硬件和软件两大部分组成;2)仪器的功能强、仪器的性能优越、操作自动化、具有友好的人-机对话能力、具有可程控操作能力。
2、解释系统误差和随机误差并说明系统误差与随机误差的根本区别。
1)系统误差是由于系统自身的非理想性引起的误差。
随机误差是由窜入仪器的随机干扰引起的,它是指在相同条件下测量同一量时,其大小和符号作无规则的变化而无法预测,但在多次测量中符合统计规律的误差。
2)3、什么是虚拟仪器?简述其结构及特点。
1)虚拟仪器是仪器技术和计算机技术深层次结合的产物,是在以计算机为核心的硬件平台上,由用户定义功能,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的计算机仪器系统。
2)虚拟仪器由仪器硬件平台和软件两大部分组成3)使用计算机的显示屏和鼠标/键盘代替传统仪器的面板;仪器的功能是用户根据实际要求由软件实现;研制周期较传统仪器大为缩短;虚拟仪器的资源共享性。
4、在智能仪器系统中,选择单片机主要应考虑哪些因素?功耗、ROM和RAM的大小、中断能力、处理器的位数、定时/计数器的个数、I\O管脚数、I\O口电流/电压大小、时钟频率5、简述智能仪器中软件的可靠性设计方法常用的软件设计方法有“自顶向下设计方法”、模块化设计法、结构化设计法。
“自顶向下”设计,概括地说,就是从整体到局部再到细节,即把整体任务分成一个个子任务,子任务再分成子子任务,这样一层层的分下去,直到最底层的每一个任务都能单独处理为止。
模块化设计法是把一个大的程序划分成若干个程序模块分别进行和调试,由主模块控制各子模块完成测量任务。
结构化程序设计法是20世纪70年代起逐渐被采用的一种新型程序设计方法,综合了“自顶向下”设计法、模块法设计法的优点,并采用了三种基本的程序结构编程。
6、智能仪器的软件主要包括那些部分?智能仪器的软件通常由监控程序、中断程序、测量控制程序、数据处理程序和通信程序等组成。
全国仪器仪表制造复习题(含参考答案)一、单选题(共51题,每题1分,共51分)1.在手动操作模型下,工业机器人共有三种运动模式,这三种运动模块不包括()。
A、线性运动B、重定位运动C、连续运动D、单轴运动正确答案:C2.通常用来定义机器人相对于其它物体的运动的参考坐标系是()。
A、工具参考坐标系B、工件参考坐标系C、关节参考坐标系D、全局参考坐标系正确答案:A3.如果末端装置、工具或周围环境的刚性很高,那么机械手要执行与某个表面有接触的操作作业将会变得相当困难。
此时应该考虑()。
A、PID控制B、柔顺控制C、模糊控制D、最优控制正确答案:B4.工业机器人的()直接与工件相接触。
A、手臂B、关节C、手腕D、手指正确答案:D5.影响无人机飞行安全的三大基本气象要素包括气温、()和()。
A、空气密度和空气湿度B、压力和空气湿度C、气压和空气湿度D、气压和降水量正确答案:C6.在工业机器人系统中,()相当于机器人的“大脑”。
A、驱动系统B、示教器C、机械结构D、控制系统正确答案:D7.多旋翼无人机常见的机架布局有()。
A、A型、I型、V型、Y型、IY型B、X型、I型、V型、Y型、IY型C、X型、I型、V型、Y型、Z型D、X型、I型、L型、Y型、IY型正确答案:B8.光电开关在几组并列靠近安装时,应防止()。
A、相互干扰B、无线电C、噪音D、微波正确答案:A9.用户坐标系定义在工件上,在机器人动作允许范围内的()上。
A、指定一点B、三个点C、两个点D、任意位置正确答案:D10.微分控制对下列信号没有反应能力的是()。
A、正弦信号B、余弦信号C、静态偏差D、斜坡信号正确答案:C11.()用于感知机械手与对象之间的作用力。
A、接近传感器B、触觉传感器C、速度传感器D、力觉传感器正确答案:B12.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,此光栅传感器测量分辨率是()mm。
智能仪器原理与设计课后答案【篇一:《智能仪器设计》复习题及答案】>答:智能仪器有以下特点:(1)自动校正零点、满度和切换量程(2)多点快速检测(3)自动修正各类测量误差(4)数字滤波(5)数据处理(6)各种控制规律(7)多种输出形式(8)数据通信(9)自诊断(10)掉电保护。
2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。
答:智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标,自顶向下(由大到小、由粗到细)地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块,分别进行设计和调试,然后把它们连接起来,进行总调。
智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段:确定任务、拟定设计方案阶段;硬件、软件研制及仪表结构设计阶段;仪表总调、性能测试阶段。
3、在mcs-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个i/o端口?答:在mcs-51系列单片机中扩展外部存储器用p0和p2口。
4、在8031扩展系统中,片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间,为什么不会发生总线冲突?答:因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间,但它们的控制信号是不同的,其中8031的为片外程序存储器的读选通信号,而和为片外数据存储器的读和写选通信号。
5、mcs-51有哪些中断源?它们各自的中断服务程序入口地址是什么?答:mcs-51有5个中断源,它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。
它们各自的中断服务程序入口地址见下表。
6、当使用一个定时器时,如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时?答:首先用定时器定时一个时间,然后在数据存储器中设置一个计数器,通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。
7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。
答:模拟量输入通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种:(1)每个通道有独自的放大器、s/h和a/d,这种形式通常用于高速数据采集系统。
(2)多路通道共享放大器、s/h和a/d,这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。
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。
《DSP 复习题》一题名词解释20哈佛结构,流水线,MIPS,MAC,MOPS,MFLOPS,DARAM(双访问存储器)二题填空题25●DSP的选择应从数据格式,数据宽度,运算速度,存储器的安排,开发的难易程度,支持多处理器,功耗和电源管理以及器件的封装几个方面来考虑。
●CAN的通信距离最远可达10KM(传输速度为5Kbps);最高通信速度可达1Mbps(传输距离40m)。
●TMS320F2812中串行外设接口SPI是一个高速的同步串行输入输出接口,其可编程的传输数据长度为 1~16位,工作于全双工时需要4个引脚参与数据传送,它们分别是 SPISIMO,SPISOMI,SPISTE,SPICLK ,并且具有两种工作方式,分别为主模式和从模式●串行总线与并行总线相比,具有较少的控制和数据线的优点,因而得到广泛应用。
串行接口可分为三种,分别为单总线、双总线和多总线接口。
SPI属于多总线接口。
●哈佛结构可以获得更高的数据处理速度。
TMS320F2812 采用了增强哈佛结构总线数目一共有6条,它们分别是PAB,DRAB,DWAB,PRDB,DRDB,DWDB三题简答题251、TMS320F2812的片内外设中,比如SCI,SPI和McBSP,大量采用FIFO用于串行数据传输。
试述什么是FIFO,其又有什么特点?(见笔记)2、试画出基本DSP系统的构成图,并加以说明。
(P2页)3、试画出DSP应用系统的设计流程图,并加以说明(P3页)4、简述什么是DSP(数字信号处理器),其有什么特点?(P5)5、试说明TI公司DSP芯片分类及其各自的特点和应用范围。
(P6)6、简述TMS320F2812 的SCI通信接口的特点;7、简述TMS320F2812 的SPI通信接口的特点;接受和发送可同时操作(可通过软件屏蔽调发送功能)通过中断(Interrupt)或查询方式(Poll Algorithms)实现发送和接收操作12个SPI模块控制寄存器(其中3个是FIFO,每个寄存器16位,低字节有效,高字16X16发送/接受FIFO,同时可延时发送(0~256个SPICLK 时钟)9、结合图说明TMS320F2812 锁相环工作原理。
智能仪器设计复习题 1. 简述智能仪器的概念?智能仪器有哪几种结构形式?对其作简要描述。
智能仪器是计算机技术、通信技术、传感器技术、电子集成技术等多学科技 术与传统测量仪器相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪 器。
两种结构形式:微机内嵌式和微机扩展式。
微机内嵌式是将单片或多片的微 处理器与传统仪器有机地结合在一起形成的单机,其形态是仪器。
微机扩展式是 以个人计算机()为核心的应用扩展型测量仪器。
个人计算机仪器()或称微机卡式 仪器。
其形态可以是计算机。
2. 结合你对智能仪器概念的理解,讨论“智能化”的层次。
四个层次:聪敏仪器类、初级智能仪器类、模型化智能仪器类和高级智能仪 器类。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础;初级智能仪器除了应用电 子、传感、测量技术外,主要特点是应用了计算机及信号处理技术;模型化仪器 是在初级智能仪器的基础上应用了系统识别和模式识别方法;高级智能仪器类特 点是具有人工智能。
3. 试述智能仪器的特点和典型功能。
特点:汇集各种高新技术,测量过程软件控制,强大的数据处理功能,多功 能化,操作自动化,对外开放性。
典型功能:数据分析和处理功能,自测功能和友好人机对话功能。
4. 画出智能仪器的基本结构,并说明各部分的功能。
内嵌式 扩展式5. 智能仪器的微处理器主要有哪些系列? 基于 8051 内核的单片机、系列单片机、系列单片机、430 系列单片机、基于内核的单片机、数字信号处理器 6. 以 8051 为内核的单片机制造公司有哪些?它们各有什么特点?公司:技术性能及开发手段都较成熟,价格低廉,可重复编程和方便功能扩 展公司:采用工艺、(在系统编程),对 8051 的接口功能作了必要的扩充 公司:可以通过关闭不用的,改善单片机的电磁兼容性能;特有双指针;串 行口增加了从地址自动识别和帧错误检测功能公司:采用 51 内核大力提升结构运行速度;口从固定方式到交叉开关配置 7. C8051 系列单片机增加了哪些数字外设?在实际应用中有什么优势?数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。
8. 什么是?它有什么特点?是英国的著名半导体设计公司,也是一类微处理器的通称,还可以认为是一 种技术的名字。
公司设计的基于精简指令集计算机()结构的微处理器核,具有耗电少、成 本低、功能强、特有 16/32 位双指令集的特征。
9. 芯片的主要用途是什么?简述的特点。
主要应用是能够实时快速地实现各种数字信号处理算法。
特点:在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;片内具有快速,可通过独立数据总线在 2 种中同时访 问;快速的中断处理和硬件支持;具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器; 可以并行执行多个操作;支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠 执行。
10. 设计智能仪器时怎样选择微处理器?应考虑哪些因素?选择处理器时,应根据任务需求,考虑微处理器的性能、片内硬件资源、成 本和实现是否方便来选择。
考虑因素:速度、精度、字长和寻址空间。
11. 简述串行外设接口()和多通道缓冲串行口()的基本原理。
答案暂无12. 数据采集系统主要实现哪些基本功能? 信号采集、信号调理、模数转换、微机显示数据、处理数据、记录数据和传输数据。
13. 数据采集系统有哪几种组成结构?简要说明几种结构的特点和适用的场合。
单通道数据采集系统:结构简单,成本低,只能采集一路信号。
多通道一般型数据采集系统:多路信号共用一个和,电路结构简单、成本低; 采集速度低,分时采集,不能获得多路信号同一时刻的数据,对于要求多路信号 严格同步采集的系统是不适用的。
多通道同步型数据采集系统:可以实现同步采集和分时转换;多路信号的转 换是分时进行的,工作速度较低。
多通道独立型数据采集系统:每一通道有独立的、电路,可以实现同步采集 和高速采集;成本较高。
网络式数据采集结构: 采集通道数多,采集数据量大,便于横向扩展,数据 易于存储、集中管理;设计复杂、成本高、重点要考虑站点间数据同步的准确性 和效率 14. 数据采集系统中的前置放大器一般设置在调理电路的最前端,为什么(图,计算过程,比较,结论)15. 为什么要在数据采集系统中使用测量放大器?如何选择? 在测量时,来自传感器的信号一般都是比较弱的低电平信号,不适合直接进入转换器。
放大器的作用是将微弱信号进行放大,以便能充分地利用的满刻度分 辨率。
测量放大器应高输入阻抗,反应时间快;频率响应范围宽;高抗共模干扰能 力;低漂移、低噪声及低输出阻抗。
放大器的增益 K 应满足两个条件:既不能使溢出,又要满足转换精度的要求所需放大器增益 K: 16. 通用运算放大器的主要参数有哪些?主要参数:输入失调电压、输入失调电压的温漂、共模抑制比输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温漂;差模开环直流电压增 益、电源电压抑制比;输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电 压;开环带宽、单位增益带宽、全功率带宽;转换速率、建立时间;等效输入噪 声电压;差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
17. 在设计数据采集系统时,选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么?通道数量、泄漏电流、导通电阻、开关速度、芯片电源电压范围。
18. 采样周期与哪些因素有关?如何选择采样周期?(答案待定)采样周期与被转换信号周期有关,采样周期应小于被转换信号最大周期的 1/2。
19. 当转换器的满标度模拟输入电压为+5V 时,8 位、12 位的绝对量化误差和相对量化误差分别为多少?(计算)20. 在设计一个测量仪器系统时,选用转换器时,应考虑哪些问题? 模拟输入电压的量程、能测量的最小信号、非线性误差、每完成一次转换需要时间、对输入信号的要求、是否需要预处理。
21. 简述的主要技术指标。
1)转换精度:a 分辨率和量化误差;b 转换误差;2)转换时间 22. 能否说一个带有采样/保持器的数据采集系统,其采样频率可以不受限制?为什么? 答案暂无23. 设计一个模拟量输入通道,输入为交变信号,200,电压范围 0~20V,转换时间小于 50μs,分辨率为 10,通道误差小于 0.1%。
(计算) 课件《智能仪器设计基础-4(数据采集 2)》36 页24. 简述∑-Δ型转换器中,过采样、噪声整形及数字抽取滤波的原理。
25. 如果一个数据采集系统,要求有 1%级精度性能指标,在设计该数据采集系 统时,怎样选择系统的各个器件?26. 一个数据采集系统的采样对象是粮库的温度和湿度,要求测量精度分别是 ±1℃和±3,每 10 采集一次数据,应选择何种类型的转换器和通道方案?27. 模拟量输出通道一般有哪几种形式?每种结构的特点是什么? 28. 转换器与微处理器连接时一般有哪几种接口形式?试举例说明当数据总线宽度与微处理器总线宽度相同或高于微处理器总线宽度时,微处理器对的控 制方式。
29. 微处理器的输出信号驱动执行机构时应考虑哪些问题? 30. 电路如下图所示,图中R=10kΩ,=30kΩ,d0、d1为输入的数字量。
当数字 量为“0”时,电子开关S0、S1接地;为“1”时,开关接+5V。
要求写出输电 压u0与输入的数字量d0、d1之间的表达式。
31. 说明 0832 的特点。
其输出信号是电流信号还是电压信号?其输出的信号还 需要怎么处理?画出其处理的电路图。
32. 试设计一个用数字输出口控制光电耦合器的电路,分析其工作原理。
33. 设计一个由 8 位转换器构成的任意波形发生器(电路中包括时钟、地址发生器、偏移地址累加器、数据存储器等),说明其工作原理,并给出改进设 计的意见。
34. 量程自动转换技术的基本要求有哪些?为防止大幅值信号进入输入级造成 电路的损害,量程转换电路中一般怎样进行保护? 35. 下图是一个由输入衰减器和放大器组成的量程转换的原理性电路(K5 闭合 时为自测试状态,本题中的问题是在 K5 断开时进行的)。
S 为继电器开关,控 制 100∶1 衰减器是否接入。
K5~K10 是场效应管模拟开关,控制放大器不同的 增益。
继电器开关 S、K5~K10 在微机发出的控制信号的控制下,形成不同的通、 断组合,构成 0.1V、1V、10 V、100 V 和 1000 V 五个量程以及自动测试状态。
请问: (1) 若后续转换电路的输入范围为 0~3.2 V,请分析各种组态(不同量程)时的开关状态,并给出当前状态下的电路放大倍数; (2) 根据量程变换的基本要求设计五个量程时的电压输入范围(升、降量程的阈值);(3) 设计电路,用微机控制实现量程的自动转换,并编写转换的程序流程或编 写程序。
100 kSSHi.1.2+9.9 MALo-100 kK10Uo K8K721.6 k K9K69 k+15V147 k K51 k36. 简述键抖动现象,说明软件去抖处理方法。
37. 如何消除键连击及串键现象;说明如何合理利用键连击现象实现“长按”和“短按”功能。
38. 触摸屏的种类主要有哪些?简述电阻式和电容式触摸屏的原理及特点。
39. 请叙述用状态矩阵法设计监控程序的步骤,并说明该方法的特点。
40. 以一 8 回路温控仪为例说明用状态矩阵法设计键盘监控程序的设计过程。
要求根据仪器功能绘制状态图,根据状态图给出状态表,确定按键编码值, 并给出程序设计流程图。
8 回路温控仪面板C△RP▽S6 个按键定义: C 键:回路号 1~8,第 8 路为环境温度补偿信号,其余为温控点的温度信号; P 键:参数号,对应设定值、实测值、参数值、上下限报警值、输出控制值等 8 个参数; △键:加 1; ▽键:减 1; R 键:运行; S 键:停止。
温控仪按键序列定义按键序列 [回路号]、 [运行] [停止] [回路号] [回路号]、[参数号] [回路号]、[参数号] 、[加 1] [回路号]、[参数号] 、[减 1]功能 启动 1~7 路中的一路运行 停止当前回路的运行 回路号+1 参数号+1,执行对应的子程序 当前回路的 P 参数+1 当前回路的 P 参数-1按键状态表本次按键 R(运行) S(停止) C(回路号) P(参数号) △[加 1] ▽[减 1]现行状态 C(回路号)为 1~7 C(回路号)为 1~7C(回路号) C[回路号]、P[参数号] C[回路号]、P[参数号]动作程序内容 启动运行某一回路 停止运行某一回路 回路号+1 参数号+1,执行对应的子程序 当前回路的 P 参数+1 当前回路的 P 参数—1复习资料:参看《课件》、《教材》以及《实验指导书》等相关资料。