1-1什么是智能仪器？智能仪器的主要特点是什么？
答： 内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器成为智能仪器。 特点：（1）智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关开实施对仪器的控制从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连。 （2）微处理器的运用极大的提高了仪器的性能。 （3）智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自动诊断等功能，有力的改善了仪器的自动化测量水平。 （4）智能仪器具有友好的人机对话能力。 （5）智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口，是智能仪器具有可程控操作的能力
1-9研制智能仪器大致需要经历哪些阶段？试对各阶段的工作内容做一简要的叙述。
答：1.确定设计任务：首先根据仪器最终要实现的设计目标，编写设计任务说明书，明确仪器应具备的功能和应达到的技术指标。2.拟制总体设计方案：设计者应首先一句设计的要求和一些约束条件，提出几种可能的方案。3.确定仪器工作总框图：当仪器总体方案和选用的微处理器的种类确定后，就应采用自上而下的方法，把仪器划分成若干个便于实现的功能模块，并分别绘制出相应的硬件和软件工作框图。4.硬件电路和软件的设计与调试：一旦仪器工作总框图确定后，硬件电路和软件的设计工作就可以齐头并进。5.整机联调：硬件、软件分别装配调试合格后，就要对硬件、软件进行联合调试。
1-10为什么目前智能仪器主机电路大多数采用单片机？选择单片机时应主要.考虑哪些因素？
答：单片机性能增强、体现在指令指令执行速度有很大提升；单片机集成了大容量片上flash存储器，并实现了ISP和IAP，单片机在低电压、低功耗、低价位、LPC方面有很大进步；单片机采用了数字模拟混合集成技术，将A/D、D/A、锁相环以及USB、CAN总线接口等都集成到单片机中，大大地减少片外附加器件的数目，进一步提高了系统可靠性能。
1 《智能仪器》学习心得
首先，非常荣幸《智能仪器》这门课程由我们的周老师授课。现在我将学习这门课程的心得、所获得的知识介绍如下。
随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。在信息技术的高速发展和人工智能应用的推动下，智能仪器必将有更大的进展。测试仪器的智能化已是现代仪器发展的主流方向。因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。
了解教材的特点对我们学习的课程是相当关键的，所以我了解到本教材的特点是：1、结构合理，章节安排、重点与难点分布符合教学要求，内容系统、新颖、翔实，可教性和可实践性强；2、紧密结合科研实践，融入了DSP、FPGA/CPLD、∑-△型24位A/D、USB接口、触摸屏、条图显示、非线性决策滤波算法、智能传感器、网络仪器等当今智能仪器的先进技术；3、较强了软件设计方法、课测试性实践、可靠性设计；4、有利于授课教师灵活选材，可以选取不同章节，构成深度和学时有区别的课程；5、通过附录介绍了实验设备和实验项目，形成了完整的教学方案。
下面我就我们学到的知识做一个简单的概况。
本书第一章概述，简要介绍了仪器仪表的分类、重要性及智能仪器的发展概况，重点论述了智能仪器的概念、智能化层次、基本结构
2 与特点，综述了推动智能仪器的发展的七方面主要介绍和智能仪器微型化技术。
第二章数据采集技术，介绍了集中式和分布式采集系统结构、模拟信号调理，重点论述了普通型和∑-△型A/D转换器原理、接口技术，通过实例深入讨论了采集系统设计、误差分析等问题。智能仪器的数据采集系统简称DAS，是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后，以便有计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。传统的A/D转换技术在实现极高精度的A/D转换时，在性能、代价等方面搜到了极限性的挑战，而且由于难以与数字电路系统实现单片集成，因而不适应VL-SI技术的发展。近年来∑-△型A/D转换器以其分辨率高、线性度好、成本低等特点得到越来越广泛的应用，特别是在既有模拟又有数字的混合信号处理场合更是如此。过采样∑-△型A/D转换器由于采用了过采样技术和∑-△调制技术，增加了系统总数字的电路的比例，减少了模拟电路的比例，并且易于与数字系统实现单片集成，因而能够以较低成本实现高精度的A/D转换器，适应了VLSI技术发展的要求。过采样技术使得量化噪音功率平均分配到更宽的频带范围中，从而减低了基带内的量化噪声功率。∑-△型A/D转换器一很低的采样分辨率和很高的才艺速率将模拟信号数字化，通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增加有效分辨率，然后对A/D转换器输出进行采样抽取处理以降低有效采样速率。
1
智能仪器 课程
教
案
课程编号： 8035900
总学时： 40 周学时： 2
适用年级专业（学科类）：电子08本科
开课时间： 2011－2012 学年第 1 学期
使用教材： 智能仪器原理与设计
周航慈 朱兆优 李跃忠 主编
北京航空航天大学出版社
授课教师姓名： 陈惠滨
2
章节 第1章 绪论 课时 2
教
学
目
的 通过对本章的学习，应对电子仪器的发展历史有所了解，建立智能仪
器的基本概念，掌握智能仪器的基本结构，熟悉智能仪器的基本设计思想，
为后续章节打下基础。
教学
重点 1、了解电子仪器发展历史。
2、熟知智能仪器的定义及其特点。
3、掌握智能仪器的基本结构。
4、熟悉智能仪器的基本设计思想。
教学
难点
智能仪器的基本设计思想：模块化设计、智能仪器的研制过程、设计文档
的编写。
教学
方式 以教师讲授为主，使用多媒体教学设备、PPT课件。
3
教
学
过
程 教师授课思路、设问及讲解要点
1.1电子仪器的发展历史
1.仪器仪表的定义、作用、分类
2.电子仪器的发展史
3.智能仪器的定义
1.2智能仪器的特点
1．仪器功能强
2．仪器性能好
3．操作自动化
4．具有对外接口和通信功能
5．具有自测试、自诊断等功能
1.3智能仪器的结构
它和一般的计算机相比，差别在于多了一个“专用的外围设备” → 即测试电
路。
1.4智能仪器的基本设计思想
1.模块化设计
2.模块之间的连接
3.智能仪器的研制过程
开发过程可以分为3个阶段:
第一阶段：确定任务与拟定设计方案阶段;
根据仪器最终要达到的设计目标，确定仪器须完成的任务和应该具备的功能。
提出仪器设计的初步方案，并以书面形式写出仪器功能说明书和设计任务书。
第二阶段：硬、软件设计及仪器仪表结构设计阶段;
主要包括mcu的选型、硬件电路和软件的设计与调试、仪器仪表的结构设计。
第三阶段：仪器联调与性能测试阶段。
硬件和软件联机试验，使系统在实际应用环境中运行稳定，测量数据可靠。
《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
