计算机测控技术复习课

《计算机测控技术》课程综合复习资料一、填空题1.若连续信号的最高频率为wmax，按采样定理要求采样频率ws应大于（）。

答案：2wmax2.采样定理的描述为：若信号的最高频率为fmax，只要采样频率f大于最高频率的（）倍，采样信号就能唯一复现原信号。

实际应用中，一般取f>5～10fmax。

答案：23.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。

答案: 反多路开关4.DAC的分辨率指（）电压与最大输出电压之比答案：最小输出5.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为0V时，所对应的数字量为（）H。

答案:2006.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为（）H。

答案:1007.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。

答案:D/A转换器8.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位（）式A/D转换器。

答案：逐次逼近9.8位的A/D转换器分辨率为（）。

答案：1/(28-1)10.变送器输出的信号为（）或4～20mA的统一信号。

答案：0～10mA11.步进电机的（）指的是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。

答案：拍数12.步进电机的相数指的是（）。

答案：线圈组数13.按动力区分，执行机构最常用的类型是（）。

答案：气动型14.按动力区分，（）型的执行机构相对价格昂贵，体积较大。

答案：液动型15.DAC0832的工作方式有（）、单缓冲方式、双缓冲方式。

答案：直通方式16.微机的三总线是（）、地址总线、控制总线。

答案：数据总线17.计算机控制系统的监控过程包括三个步骤：（）、实时决策、实时控制。

答案：实时数据采集18.采样保持器可实现以下功能：在采样时，其输出（）输入；而在保持状态时，输出值不变。

答案：等于19.控制系统的（）指的是响应的最大偏移量与终值的差，与终值比的百分数。

精密测控与系统课程总结复习 第一章 导论1. 信号的形式根据其与时间的关系分为三类。

2. 准数字信号特点：幅值二值化，而时间轴取值连续。

3. 信号频率的测量方法：频率测量法（高频）和周期测量法（低频）。

4. 系统按信号形式可分三种：连续时间系统、离散时间系统、混合时间系统。

5.即时系统与动力学系统的定义及其典型例子。

6. 线性系统基本特征：满足叠加原理。

7. 定常系统又称为时不变系统。

系统特性不随时间而变（time invariant)。

8. 连续时间单位冲激函数的三个特点。

9. 实际的机电模拟系统应具有以下性质：1) 同样形式的微分方程； 2) 同样拓朴的微分方程； 3) 有同样标量积的变量。

10. 离散卷积的计算：m 范围由x(n),h(n)范围共同决定。

离散卷积过程：序列倒置→移位→相乘→取和 1.解析式法 2.图解法3.对位相乘求和法求卷积4.利用性质 具体计算方法：例二使用对位相乘求和法求卷积步骤： 1) 两序列右对齐→2) 逐个样值对应相乘但不进位→3) 同列乘积值相加（注意n =0的点）()()()()∑∞-∞=-=*m m n h m x n h n x ()120012()4, 3, 2, 1()3, 2, 1,()()n n x n x n y n x n x n ↑↑==⎧⎫⎧⎫⎪⎪⎪⎪==⎨⎬⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎩⎭=*已知，求：第三章 传感器与测试系统1. 传感器的定义。

2. 理想传感器应具有的特点。

3. 什么是传感器的标定。

4. 传感器误差的五种类型。

5. 模块化设计中应遵循的基本原则：1、独立性原则；2、功能化原则；3、标准化原则；4、可扩展性原则第四章 信号调理1. 信号调理的4种类型：电平调整、线性化、信号形式变换、滤波及阻抗匹配。

2. 电压－电流变换器（转移电导放大器）电流－电压变换器（转移电阻放大器）。

3. 理解并掌握滤波器的基本形式。

根据无源滤波器电路图或通带图会分析判断滤波器类型。

I/O信号的种类：数据信息、状态信息、控制信息三类。

数据信息又分为数字量、模拟量、开关量、脉冲量。

计算机和外部的通信方式：按数据传送方式分为并行通信（传送速度快、信息率高）和串行通信（数据按位进行传送）；串行通信又分为全双工方式、半双工方式、同步方式和异步方式。

三种I/O控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

程序控制方式又分为：无条件I/O方式、查询式I/O方式（又称条件传送方式）。

对于查询式I/O方式，满足实时控制要求的使用条件：所有外围设备的服务时间的总和必须小于或等于任一外围设备的最短响应时间（也称危险时间）。

中断优先级问题的解决办法：软件查询方式，雏菊链法，专用硬件方式。

I/O接口的编址方式：I/O接口独立编址方式、I/O接口与存储器统一编址方式。

IO接口芯片和CPU之间必要的连接信号：（1）数据信号D0~D7。

（2）读/写控制信号/RD、/WR（或/IOR、/IOW）（3）片选信号/CS和地址线A1、A0（4）时钟、复位、中断控制、联络信号等控制信号。

I/O接口扩展：地址译码器的扩展、负载能力的扩展。

I/O通道分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道四种。

模拟量输入通道主要由信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A/D转换器和控制电路等部分组成。

输出保持一般有两种方案：一种是数字量保持方案（一个输出通路设置一个D/A转换器的结构形式），另一种是模拟量保持方案（多个输出通路共用一个D/A转换器的结构形式）。

数字量输入输出通道：数字量输入通道的数字信号：编码数字（二进制数或十进制数）、开关量、脉冲列三类。

数字量输出通道的数字信号：编码数字（二进制或二-十进制）、开关信号、脉冲信号三类。

D/A转换器按其工作方式可分成并行和串行两种；并行D/A转换器又可分为电流相加型和电压相加型。

按其输出又可分为电压输出和电流输出两种。

并行D/A转换器的工作原理：把每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，再把代表各位的模拟量相加，这样，得到的总的模拟量就与数字量成正比的模拟量。

一．填空、选择、判断改错、判断1影响测控电路精度的主要因素:影响测控电路精度的主要因素有：1、噪声与干扰；2、低漂移、高稳定性，主要是温漂；3、线性度与保真度；4、输入与输出阻抗的影响。

2对测量控制电路的主要要求：对测控电路的要求：(1）精度高;（2）响应快；（3)转换灵活；（4）可靠性与经济性。

3滤波器对不同频率的信号有不同的作用滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。

通带、阻带、过渡带作用各不相同.4滤波器的特征频率：①通带截频f p=w p/（2π)为通带与过渡带边界点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限.②阻带截频f r=w r/(2π）为阻带与过渡带边界点的频率，在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一人为规定的下限.③转折频率f c=w c/（2π）为信号功率衰减到1/2(约3dB）时的频率，在很多情况下,常以fc作为通带或阻带截频。

（20lg(1/0.707)=—3 dB ）④固有频率f0=w o/(2π）为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。

5测控系统的组成答：被测量、测量元件，被测量元件，测量电路、输出单元6测试系统的静、动态指标静态指标：①灵敏度；②线性度（非线性误差）；③分辨力；④迟滞；⑤漂移;⑥精度；⑦重复性；动态指标：正弦变化的输入、阶跃变化的输入和线性输入，系统的阶跃响应曲线；幅频特性曲线；相频特性曲线。

7应变式电阻传感器工作原理是什么？电阻应变效应：当金属丝在外力作用下发生机械变形时其电阻值将发生变化.如依据这种效应制成的应变片粘贴于被测材料上，则被测材料受外界作用所产生的应变就会传送到应变片上，从而使应变片的电阻发生变化,通过测量应变片阻值的变化就可得知被测机械量的大小。

8单、双臂、全桥电桥的灵敏度灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标，电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示。

《计算机测控技术》综合复习资料一.填空题1.计算机控制系统的工作过程包括：数据采集、、。

2.相对于传统模拟控制系统，计算机控制系统是使用替代传统控制系统中的。

3.传感器的作用是；4.过程通道是计算机控制系统的重要组成部分，根据信号的方向和形式，过程通道可分为、、、四种类型。

5.数字控制器相对于模拟控制器的优点是。

6.计算机只能接受和输出信号。

7.相对于传统模拟控制系统，计算机控制系统是使用替代传统控制系统中的。

二.简答题1.计算机控制系统相对于模拟控制系统的优点有哪些？2.请叙述模拟量输入通道的组成及各部分的作用3.在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器？为什么？4.逐次逼近式模数转换器的工作原理？5.简述数字滤波与硬件滤波相比有哪些优点。

三.计算题1.某流量测量仪表的量程为10～100m3/min，在某一时刻计算机采样（8位）并经数字滤波后的数字量为(D3)H，设仪表量程为线性的，则此时的流量值为多少？2. 某压力测量系统，其测量范围为100~1000mm水柱，经压力变送器输出电压为0~5V，再经8位A/D进行转换，当某时刻计算机得到的A/D转换后的数字量为9BH时，其测量的压力值是多少（设压力变送器为线性的）？3.某热处理炉温度测量仪表的量程为200～1000C，在某一时刻计算机采样（8位）并经数字滤波后的数字量为(CD)H，设仪表量程为线性的，则此时的温度值为多少？四.论述题1.请结合本单位生产实际，阐述有哪些工作任务可以通过开发计算机控制系统来实现自动化？2.请结合单位生产实际，阐述计算机控制系统在生产中的应用3.请结合单位实际，阐述计算机控制系统在安全领域的应用。

4. 请介绍您单位的计算机控制系统，包括功能、硬件组成和软件；如果您单位还没有，请根据您的观察，写出您认为单位可以开发的计算机控制系统《计算机测控技术》综合复习资料参考答案一.填空题1. 控制决策控制输出2.数字计算机模拟调节器3.将其他信号转换成易检测、易传输、易处理的电流或者电压信号。

第1章绪论3§1.1 计算机检测与控制系统的基本结构 (4)§1.2 计算机检测与控制技术应用方式 (6)§1.3 计算机检测与控制技术应用范围 (10)§1.4 计算机检测与控制技术的发展趋势 (11)思考题与习题 (12)第2章计算机检测与控制技术基础 (14)§2.1 信号及其分类 (14)§2.2 信号检测与控制方法 (16)§2.3 测量仪表与测量系统 (18)§2.4 数据采集技术 (29)§2.5 误差及其表示方法 (32)思考题与习题 (34)第3章信号检测传感器 (35)§3.1 概述 (35)§3.2 压力传感器 (37)§3.3 流量传感器 (41)§3.4 转速传感器 (46)§3.5位移传感器 (52)思考题与习题 (55)第4章计算机接口技术与数据采集技术 (56)§4.1 计算机接口部件 (56)§4.2 模拟连续信号的数字化 (60)§4.3 模拟量输入采集通道的设计 (61)第5章分布式的网络控制系统 (64)§5.1 分布式网络控制系统 (64)§5.2 现场总线技术 (69)§5.3 工业以太网 (81)第6章测控系统中的抗干扰技术 (84)§6.1 干扰来源及传输途径 (84)§6.2 干扰的作用方式 (86)§6.3 干扰抑制技术 (88)第1章绪论1.什么是计算机网络测控技术？计算机网络测控技术是以计算机为核心部件，以通用计算机网络为信息传输载体，将信号检测、数据处理与计算机控制溶为一体的新兴综合性技术。

他既能完成较高层次信号的自动化检测，又能完成远距离的信号传输及多种智能控制作用。

2.计算机网络测控技术所涉及的技术范围：●1.传感技术●7.模式识别技术●2.微电子技术●8.可靠性技术●3.自动控制技术●9.抗干扰技术●4.计算机技术●10.计算机网络技术●5.信号分析与处理技术●11.人工智能技术●6.通信技术因此，可以说计算机网络测控技术就是上述11项技术的综合应用（这也是为什么说这门课程只是一个导论的原因）。

第一章计算机控制概述1，计算机控制系统的硬件由主机，常规外部设备，过程输入/输出（I/O）通道，操作台，通信设备组成。

2，DAS，数据采集系统3，OGC操作指导控制系统4，DDC，直接数字控制系统5，SCC，监督计算机控制系统6，DCS，分散控制系统7，FCS，现场总线控制系统8，CIMS，计算机集成制造系统第二章，模拟量输出通道1，模拟量输出通道的任务，把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。

主要由接口电路，数/模转换器，电压/电流变换器等构成。

2，D/A转换器的性能指标，分辨率，转换精度，偏移量误差，线性误差，稳定时间。

3，由于电流信号1，易于远距离传输，且不易受干扰,。

2，在过程控制系统中，自动化仪表接收的是电流信号。

故输出通道常用电流信号传递信息。

4，D/A转换模板具有通用性，体现在，符合总线标准，接口地址可选，输出方式可选。

5，十三，十四页，图。

第三章，模拟量输入通道1，模拟量输,入通道的任务，把控制对象的过程参数如温度电压等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。

2，把连续变化的量变成离散后在进行处理的计算机控制系统称为离散系统或采样数据系统。

采样形式，周期，多阶，随机采样。

3，A/D转换器从原理上可分为，逐位逼近式，双积分式，电压/频率式。

4，A/D转换器的性能指标，分辨率，转换精典型的度，线性误差，转换时间。

5，A/D转换器的接口电路主要解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号。

典型的两种接口电路，查询方式读入A/D转换数，定时方式读入A/D转换数。

第四章数字量输入输出通道。

1，光电耦合隔离器按其输出级不同分为，三极管型，单向晶闸管型，双向晶闸管型。

2，数字量输入通道把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。

以开关和脉冲输入形式居多。

3，数字量输出通道把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。