现代测试作业要求(2)

现代测量技术与误差分析作业摘要：本文根据作业要求设计数据采集及输出控制电路,经过分析选用常用的8位处理器89C51作为处理器;由于设计任务要求采集两路压力传感器信号,并且输出端同样要求控制两路电机,而设计要求的ADC和DAC芯片仅提供单路,因此需要加上多路控制开关,实现分时采集及控制,以减小设计成本;另外本设计增加滤波放大电路等提高实验精度;1.实验任务及要求输入端：两个通道1、压力传感器的量程：0~100Kg;2、传感器灵敏度：0.01Kg;3、传感器分辨率：0.01 Kg;4、传感器信号输出频率：<1000Hz;5、测试系统工作量程：0~50Kg;6、测试过程中具有高频扰动；7、测试系统工作温度范围：－40℃～60 ℃;8、传感器输出采用电流输出：4-20mA标准电流输出输出端：两个通道9、电机所需驱动电压：－10V~10V;10、电机所需驱动电流：<100mA;11、测试系统工作温度范围：－40℃～60 ℃；要求：1、设计完整的数据采集及输出控制电路,ADC采用AD976；DAC采用AD6692、各通道测控周期<5ms;3、详细说明采集电路的设计依据；4、CPU可不指定型号,采集电路与CPU的接口由示意图形式表示；5、给出采集电路所有用到的元器件的具体型号、参数,主要考虑的指标；6、提供主要元器件的说明书；7、给出ADC、DAC的驱动程序;2.总体设计本设计任务要求有信号采集和输出控制两部分;其中数据采集传感器输出信号为带有高频噪声干扰的4——20mA的电流信号;图1 总体设计框图3.数据采集电路根据实验任务要求,需要采集两路压力传感器输出的电流信号,同时采集的信号带有高频噪声干扰;根据设计需要,应对传感器输出的电流信号就行信号调理放大滤波等操作,然后进行A\D转换存进CPU中;1.信号调理模块设计要求采集两路压力传感器输出的电流信号,而所提供的的AD976芯片只提供单通道输入,为节约设计成本,在满足设计任务要求的情况下采用多路模拟开关CD4066控制输入和输出的选择;CD4066 是一种双向模拟开关,在集成电路内有４个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关;每个开关有一个输人端和一个输出端,它们可以互换使用,还有一个选通端又称控制端,当选通端为高电平时,开关导通；当选通端为低电平时,开关截止;使用时选通端是不允许悬空的;图2 CD4066引脚接线通过四路控制信号控制四路开关的导通与否,该设计数据采集部分需要两路通道,选择SWA,SWB用于数据采集,两路传感器输出信号分别接至1、4引脚,2、3引脚相连接至后续处理电路,通过CONTROL A,CONTROL B引脚控制采集哪路信号;剩余两路控制开关SWC,SWD可用于输出控制模块;根据提供的信息,传感器信号输出频率：<1000Hz,且测试过程中存在高频噪声干扰,因此需要对传感器采集到的信号进行低通滤波,截止频率为1000Hz;此外,压力传感器的量程：0~100Kg; 而测试系统工作量程：0~50Kg,为了充分利用AD转换器的转换量程,提高转换精度,需要将传感器输出信号放大两倍;因此本设计需要设计一个低通滤波电路,截止频率f c=1KHz,通带电压放大倍数A uo=2,设计电路如图3所示;图3 低通滤波及放大电路传输函数为Au(S)=A uoωc 2s2+ωcQ ∗s+ωc21通带内电压放大倍数 A uo=1+R4R32其中ωc为滤波器的截止角频率ωc=2∗π∗f c 3f c为通带截止频率,Q为品质因数,同时为了减小输入偏置电流及其漂移对电路的影响,应使R1+R2=R3//R4 4我们取品质因数Q=,截止频率f c=1kHz,C1=μF,电压放大倍数为A uo=2,可计算求得R1=,R2=,R3=R4=,C1=C2=μF;信号经过滤波放大后输出的为4——20mA的电流信号,需要将其转换成电压信号以便后续处理;在该模块我们直接采用ISO EM系列直流电压/电流信号隔离放大器,型号为ISO EM-A4-P1-O10,信号输入：4-20mA ；信号输出：0-±10V；辅助电源：24V;结构如图4所示：图4 电流/电压转换芯片2 AD转换模块压力传感器输出信号经过调理滤波放大并转换成0-±10V的电压信号,需要进行AD转换送到处理器中进行数据处理,根据设计要求采用AD976模块;AD976/AD976A为16位逐次逼近式ADC ,AD976/AD976A与8位和12位的AD转换器相比16位ADC在精度要求较高的场合更能符合设计要求;AD976/AD976A是美国模拟器件Analog Device公司推出的一款16位高精度、高速、低功耗ADC;采用逐次逼近式工作原理单一+5V供电；单通道输入；输入电压范围+/-10V；采样速率为100KSPS,足够满足设计要求的测控周期要求;此芯片满幅为±4 VREFVREF=时,±10V范围输入;传输特性如下：输入量+FSR - 1LSB 输出量7FFFMidscale + 1LSB 0001Midscale 0000Midscale - 1LSB 0001-FSR + 1LSB 8001-FSR 8000AD976 有两种转换模式, 第一种转换模式中, CS引脚固定为低电平, 转换时序由R/C 信号的负跳变控制, 该信号脉冲宽度至少应为50nS;当R/C 变为低电平并延迟t3后, BUSY 信号将变为低电平直到转换完成;转换结束后, 移位寄存器中的数据将被新的二进制补码数据所更新;该模式下的采样速率可由R/C 信号的负脉冲间隔来决定;第二种转换模式通过CS信号来控制转换及输出数据的读出过程;在这一模式中, R/C 信号的下降沿必须比CS脉冲脉冲宽宽40ns 至少提前10nS 送到模数转换器的输入引脚, 一旦这两个负脉冲到来, 并延迟t3后,BUSY 信号将变为低电平直到转换完成, 同时将在最多8uS100kSPS 时后将BUSY 信号返回高电平, 这时, 转换结果在D0~ D15 上的数据有效;我们采用模式2进行AD转换;AD976／AD976A 要开始一次转换．首先需要将 /CS信号置低,之后R／C信号的下降沿使得内部采样／保持单元进入保持状态并开始一次转换,信号在开始一次转换时变为低,且在转换结束前保持为低;/BUSY信号变高时说明转换已经结束, 的上升沿可以用来锁存输出数据;此时,将R／C置高,即可把转换结果输出到数据总线上,数据有效可用;BYTE为低时高八位从D15～D8输出,低八位从D7～D0输出,为高时相反；高八位从D7～DO输出,低八位从D15～D8输出;本实验设计采用AT89C51单片机作为CPU,为节约成本减少端口扩展芯片的使用,仅采用P0口作为数据的输出;因此本设计将单片机的P0口接至AD976的D7-D0端口,通过控制BYTE位的高低,控制先采集高8位数据,再采集低8位数据,再将两组数据组合成16位数据;数据采集模块的总体设计如图5所示：图5 数据采集模块设计单片机通过P15,P16口控制采集信号属于哪一路通道,正常工作情况下,只允许一路通道打开,采集完成后需将对应引脚置零,引脚用于接收AD976的反馈信号,当该引脚收到低电平信号,表示AD转换结束,单片机片通过P0口接收数据,引脚连接至AD芯片的BETY 端,控制接收的是高8位数据还是低8位数据;4 输出控制电路单片机输出数字信号,经过DA转换成模拟信号后经过电压放大等操作后驱动后续电路,而本实验要求电机所需驱动电压：－10V~10V,而DA模块AD669输出电压可以选择为－10V~10V,刚好满足电机驱动;AD669是一款完整的16位单芯片数模转换器,内置一个片内基准电压源和输出放大器;它采用ADI公司BiMOS II工艺制造,可以在同一芯片上实现高精度双极性线性电路与低功耗CMOS逻辑功能;AD669芯片内置电流开关、解码逻辑、一个输出放大器、一个嵌入式齐纳基准电压源以及多个双缓冲锁存器;该器件的架构可在整个温度范围内确保15位单调性;积分非线性保持在±%,微分非线性最大值为±%;片内输出放大器可以使电压输出在10 μs达到1/2 LSB以内的精度满量程步进;数据以并行16位格式载入AD669;双缓冲锁存结构不仅可以消除数据偏斜误差,还能够在多DAC系统中同时更新各DAC;三个TTL/LSTTL/5 V CMOS兼容型信号控制下列锁存：CS、L1和LDAC;AD669的输出范围通过引脚编程,可以设置为0 V至10 V单极性输出范围或-10 V 至+10 V双极性输出范围,采用28引脚密封cerdip封装;由于AD669需要16位输出,为此我们增加一个8位的数据锁存器74LS373,先通过P0口输出低8位放在锁存器中在输出高8位同时打开锁存器输出,16位信号送至AD669模块中进行DA转换;电路图如图6所示：图6 输出控制电路5 ADC、DAC的驱动程序数据采集模块驱动程序：include <>include <>Sbit IN976=;控电路第三版.北京：机械工业出版社,2007.2 顾振国.数据采集器技术的发展动态J. 中国设备管理. 1994033 苗大龙,李果,张广明等.基于AT89C51RC的以太网数据采集器设计与实现J.机床与液压.2011024 马青.高速数据采集信号调理电路的研究D. 哈尔滨理工大学20095 熊志文,陈文龙,陈灵辉.基于可重构的高速并行数据采集系统的设计与实现J.计算机工程与科学.2009126 张萍萍,傅越千.基于C8051F360和FPGA的高速数据采集系统设计J. 宁波工程学院学报. 201003。

好风光好风光恢复供货才一）现代测试技术实验课程信息课程名称：现代测试技术课程编号开课院系：土木学院环境工程系课内总学时：27 学分：3课程负责：陈秀枝执笔：陈秀枝：010328 课程类别：专业选修开课专业：环境工程实验学时：4 课内上机学时：0先修课程：审阅：孙体昌，段旭琴实验一邻二氮菲吸光光度法测定铁（条件试验和试样中铁含量的测定）一、实验目的1、紫外- 可见吸收光谱法，是研究200-800nm光区内的分子吸收光谱的一种方法。

它广泛地用于无机和有机物质的定性和定量测定，灵敏度和选择性较好。

2、通过本实验了解紫外- 可见吸收光谱仪的基本构成及其作用。

3、了解紫外-可见吸收光谱仪的误差及与仪器方法和浓度的关系。

4、掌握紫外-可见吸收光谱法的定量分析方法及其应用，能够通过条件实验自行确定最佳实验条件。

5、掌握分析过程中实验数据的记录和处理。

6、培养学生协作精神、分析和解决实际问题能力、理论与实践相结合的操作技能，以及实事求是、精益求精的科学态度。

二、实验内容与方案1．条件试验（1）吸收曲线的制作和测量波长的选择用移液管吸取0.0, 1.0mL 铁标准溶液分别注入两个50mL 比色管中，各加入1mL 盐酸羟胺溶液、2mL 邻二氮菲、5mLNaAc, 用水稀释至刻度，摇匀。

放置10min后，用lcm比色皿、以试剂空白（即0.0mL铁标液）为参比溶液，在440-560nm 之间，每隔一定间隔测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔1nm 测定一次吸光度。

在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制A 与λ关系的吸收曲线。

从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax。

（2）溶液酸度的选择取5个50mL 比色管分别加入lmL 铁标液，1mL 盐酸羟胺，2mLPhen, 摇匀。

然后，用滴定管按一定间隔分别加入0.0~20.0 mL,0.l0mol ?L-1NaOH 溶液，用水稀至刻度，摇匀。

现代测试技术第三章作业与练习3 – 1用题图中（a）（b）两种电路测电阻R X0，若电压表的内阻为R V,电流表的内阻为R I，求测量值Rx = V/I受电表影响产生的绝对误差和相对误差，并讨论所得结果。

3 – 2 被测电压的实际值在10V左右，现有150V、0.5级和15V、1.5级两块电压表，选择哪块表测量更合适？3 - 3对某信号源的输出频率fx进行了十次等精度测量，结果为：110.105，110.090，110.090， 110.070，110.060110.050，110.040,110.030，110.035，110.030试用马利科夫及阿卑-赫梅特判据判别是否存在变值系差。

3 - 4已知某被测量的测量值服从正态分布，测量中系统误差可以忽略。

分别求出置信区间为真值附近的三个区间x0±1.5σ(X）, x0±2.5σ(X)，x0±3.5σ(X)时的置信概率。

3 - 5已知对某电压的测量中不存在系统误差，测量值属于正态分布，电压的真值V。

= 10 V，测量值的标准偏差σ(X) = 0.2 V，求测量值V出现在9.7V - 10.3 V之间的置信概率。

〔解〕由于测量中不存在系统误差，ε= E（V）- V。

= 0。

真值V。

等于数学期望E（V）。

由题可知置信区间在V。

附近的范围。

kσ(X)= 10.3–10 = 10–9.7 = 0.3 V则系数k =k V0.3k===1.5V0.2σσ（）（）查正态分布表可得，P〔 9.7< V < 10.3V 〕 = P〔│Z│< 1.5〕= 86.6%3 - 6 某测量值X属于正态分布。

已知它的数学期望为E(X) = 50，标准偏差为σ(X) = 0.2，若要求置信概率为99%，求置信区间。

〔解〕已知置信概率为P〔│X - E（X）│< kσ(X) = P〔│Z│< k〕= 99%由正态分布表査得相应的k = 2.576，则置信区间为[E(X) - kσ(X), E(X) + kσ(X)]= (50 - 2.576×0.2) - (50 + 2.576×0.2)= 49.48 - 50.523 - 7用电桥测一批50mH左右的电感，由于随机误差的影响，对每个电感的测量值均在L0±0.8mH的范围内变化。

学生家庭作业考核标准近年来，学生家庭作业的考核标准变得越来越重要。

本文将从多个角度探讨学生家庭作业的考核标准对学生以及教育系统的影响。

首先，我们将分析该标准对学生的重要性，并讨论学生如何受益于优秀的家庭作业考核标准。

其次，我们将探讨教师在设计家庭作业时应该考虑的因素。

最后，我们将提出一些建议，以改进和优化家庭作业考核标准。

第一部分：学生受益于优秀的家庭作业考核标准学生的家庭作业是一种重要的学习方式，有助于巩固和应用课堂知识。

通过有针对性的家庭作业考核标准，学生能够更好地理解和应用所学的知识。

例如，要求学生进行项目研究、写作或解决问题，可以帮助学生提高批判性思维和解决问题的能力。

第二部分：教师设计家庭作业应考虑的因素教师在设计家庭作业时，应该考虑学生的年龄、能力和学术需求。

年轻的学生可能需要简单的家庭作业，以巩固基础知识和技能。

而年长的学生则可以面临更加复杂和有挑战性的任务。

此外，教师还应考虑学生的兴趣和学习风格，以确保家庭作业能激发学生的学习热情和主动性。

第三部分：家庭作业考核标准的重要性家庭作业考核标准对学生的学习效果具有重要影响。

优秀的家庭作业考核标准可鼓励学生独立思考和解决问题的能力。

通过要求学生进行研究、写作和实践等活动，可以促使学生深入思考，培养他们的批判性思维能力和创造力。

此外，明确的标准可以帮助学生理解如何完成家庭作业，并在学习过程中进行自我评估和改进。

第四部分：提高家庭作业考核标准的方法为了提高家庭作业考核标准，我们可以采取以下措施。

首先，教师应该制定明确的目标和规范，以确保学生明白家庭作业的要求和期望。

其次，教师可以提供范例和指导，帮助学生理解如何做好家庭作业。

此外，学校可以组织家长会议或工作坊，向家长介绍家庭作业的目的和要求，以促进家校合作。

第五部分：家庭作业考核标准的挑战尽管家庭作业考核标准对学生有益，但也存在一些挑战。

一方面，有些家长可能对家庭作业考核标准过于高要求，给学生带来过多的压力。

实验小学作业布置与批改规范要求作业布置与批改
的要求
1. 作业布置要求：
- 题目明确、简单明了，能够清晰表达作业的内容和要求。

- 作业要与学生已经学过的知识内容相结合，能够帮助学生巩固和运用所学知识。

- 作业的难度适中，能够满足学生的学习需求，既不过于简单以至于没有挑战性，也不过于复杂导致学生无法完成。

- 要根据学生的学习进度和能力水平，合理安排作业的数量和难度，避免给学生过多的压力。

- 布置作业的目的要明确，能够帮助学生提升自主学习、合作学习、创新思维和解决问题的能力。

2. 作业批改要求：
- 批改要及时，尽快将学生的作业进行批阅，及时反馈给学生。

- 批改要认真仔细，对学生的作业进行全面评价，不仅注重结果的对错，还要关注学生的思维能力、表达能力等。

- 批改要公正客观，对学生的作业进行公正评判，不受个人情感和偏见的干扰。

- 批改要有针对性，根据学生的不同情况和需要，给予具体的建议和指导，帮助学生改进和提高。

- 批改要鼓励和肯定学生的努力和进步，给予学生积极的反馈，激发学生的学习动力和自信心。

小学生作业评定规范（试行）背景小学生作业评定是教育教学过程中重要的一环，对于促进学生、提高能力、培养良好惯具有重要意义。

为了规范小学生作业评定，提高评定质量，制定本文档。

目的本文档的目的是为小学生作业评定提供一套规范的标准和方法，以确保评定的公平、客观和准确性。

评定标准1. 作业完成情况：评定学生是否按时、按要求完成作业，并对完成情况进行记录。

2. 作业质量：评定学生作业的准确性、完整性、规范性和创意性，并给出相应的评价。

3. 态度：评定学生在完成作业过程中表现出的积极态度、认真程度和独立思考能力。

4. 补充要求：根据具体作业的性质和要求，可增加其他评定标准。

评定方法1. 客观评定：根据作业的完成情况和规定的评定标准进行客观评定，并记录评定结果。

2. 及时反馈：在评定完成后，及时将评定结果反馈给学生及家长，以便学生及时了解自己的表现，并进行必要的改进。

3. 鼓励和奖励：对于优秀的作业表现，及时给予鼓励和奖励，以激发学生的兴趣和积极性。

评定流程1. 作业布置：老师根据教学计划和学生的情况，合理布置作业任务，并明确要求和截止日期。

2. 作业提交：学生按要求完成作业，并按时提交给老师。

3. 评定作业：老师按照评定标准对学生的作业进行评定，并记录评定结果。

4. 反馈与奖励：将评定结果及时反馈给学生及家长，并对优秀的作业给予鼓励和奖励。

评定结果使用1. 学生评估：评定结果可用于学生能力的评估，帮助学生了解自己的水平和不足之处。

2. 家长沟通：评定结果可作为家长与老师沟通的重要依据，帮助家长了解孩子的情况并共同制定计划。

3. 教学改进：评定结果可作为教师教学改进的参考，帮助教师发现教学中存在的问题并采取相应的措施。

试行期限本文档的规定将在试行期限内进行实施和评估。

根据实施效果和反馈意见，适时进行修订和完善。

结束语小学生作业评定是学生过程中不可或缺的一环，通过规范评定标准和方法，能够提高评定的准确性和公正性，促进学生全面发展。

第二讲作业解答3. 试说出离散及连续信源信息量的量化公式，并解释其中各变量。

答：，I(x i )是信源输出状态发生所含有的信息量，在离散的信源信息中P(x i )(i 1,2,..., N) 为各个状态出现的概率（可能性），在连续的信源信息中P(x i )是随机变量的概率密度函数，对数的底数a 大于1。

4. 什么是最大离散熵定理？试举例说明。

证明当信源有两状态时 的最大离散熵定理。

答：在离散信源中，当信源的输出符号是等概率分布时，信源的熵去最大值，这就是最大离散熵定理。

例如，假设信源有两个状态，P(x 1）=0.5, P(x 2）=0.5,则熵为H 1(X)=-(0.5log 20.5+0.5log 20.5)=1,而当P(x 1）=0.25, P(x 2）=0.75时,则熵为H 2(X)=-(0.25log 20.25+0.75log 20.75)=0.811。

显然H 1(X)> H 2(X)。

证明：当信源有两状态时，1122''()()log (1/())()log (1/())log (1)log (1)()log ((1)/)()0,1/2()n n n n n H x p x p x p x p x x x x x H x x x H x x H x =+=-+--=-==当即时 有最大值12. 试解释相关函数的由来。

以正弦信号为例解释自相关函数和互 相关函数的性质。

答：相关函数描述了两个信号之间的关系或相似程度，也可以描述同一信号的现在值与过去值的关系，或者根据过去值、现在值来估计未来值。

自相关函数的性质：1）自相关函数是τ的偶函数；2）当τ =0时，自相关函数具有最大值；3）周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不具有原信号的相位信息。

例如正弦函数的自相关函数为为偶函数。

当τ =0时，取得最大值1，进而使取得最大值。

可以看出和是具有同频率的周期信号，但不具有原信号的相位信息。

现代测试技术现代测试技术是指使用先进的技术手段，在软件开发周期的不同阶段，对软件系统进行全面、深入、可靠的测试。

现代测试技术是软件开发中非常重要的一个环节，同时也是保证软件质量的重要手段。

现代测试技术包括以下几种技术：1. 自动化测试自动化测试是指借助特定的软件工具和技术，以自动化的方式执行测试用例，获取测试结果的方法。

自动化测试具有高效、快速、高质量的特点，可以显著提高测试效率和精度，减少测试工作的重复性和繁琐性，节省测试时间和人力成本。

自动化测试主要包括以下几类测试：（1）单元测试：对软件系统最小的可测试部件进行测试。

（2）集成测试：对系统不同部分之间的接口进行测试。

（3）系统测试：对整个软件系统进行测试。

（4）性能测试：对系统在不同负载下的性能进行测试。

（5）安全测试：对系统的安全性进行测试。

2. 测试驱动开发（TDD）测试驱动开发是一种软件开发方法，它要求在编写代码之前先编写测试用例。

测试驱动开发能够提高代码质量、降低维护成本，增加开发人员的信心和能力，减少代码缺陷的数量。

测试驱动开发的过程包括以下几个步骤：（1）编写测试用例。

（2）编写代码。

（3）运行测试。

（4）重构代码。

3. 渐进式测试渐进式测试是一种软件测试技术，它通过逐步完善测试规范、测试计划以及测试用例的方式，对软件系统进行测试。

它是一种渐进的过程，可以随着软件的开发而不断完善和发展。

这样可以保证软件系统的测试质量和测试效率。

它主要包括以下几个步骤：（1）确定测试规范和测试计划。

（2）编写测试用例。

（3）进行测试。

（4）开发人员修复缺陷。

（5）重复进行测试，直至系统完全符合要求。

4. 敏捷测试敏捷测试是敏捷开发方法的一部分，其主要目的是在短时间内测试系统的基本功能，并在迭代过程中加入新功能和要求。

敏捷测试的特点是快速、高效和针对性强。

敏捷测试主要包括以下几个步骤：（1）确定测试计划。

（2）编写测试用例。

（3）进行测试。

（4）开发人员修复缺陷。