《智能仪器技术及应用》B卷答案
智能检测技术及仪表习题参考答案-all
智能检测技术及仪表习题参考答案-a l l-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII智能检测技术及仪表习题答案1.1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差?被测量的测量值x与被测量的真值A0之间的代数差Δ,称为绝对误差(Δ=x- A0)。
相对误差是指绝对误差Δ与被测量X百分比。
有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。
实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值(实际值)X0之比(δA=Δ/ X0×100%);公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值(示值)X之比(δx=Δ/ X×100%)。
引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B×100%)。
1.2 什么是测量误差测量误差有几种表示方法他们通常应用在什么场合测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。
测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。
绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析,相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析,引用误差用于用具体仪表测量。
1.3 用测量范围为-50~+150kPa的压力传感器车辆140kPa压力时,传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。
Δ=142-140=2kPa; δA=2/140=1.43%;δx=2/142=1.41%;δm=2/(50+150)=1%1.7 什么是直接测量、间接测量和组合测量?通常测量仪表已标定好,用它对某个未知量进行测量时,就能直接读出测量值称为直接测量;首先确定被测量的函数关系式,然后用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量,最后代入函数式中进行计算得到被测量,称为将直接测量。
在一个测量过程中既有直接测量又有间接测量称为组合测量。
1.9 什么是测量部确定度?有哪几种评定方法?测量不确定度:表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。
智能仪器课后习题答案
智能仪器考试题型:名词解释、简答、简述、综合没有给重点,但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的,所以我将大部分课后习题答案整理出来,仅供参考。
难免有错误,望大家谅解并指出。
课后习题参考1-1 你在学习和生活中,接触、使用或了解了哪些仪器仪表?它们分别属于哪种类型?指出他们的共同之处与主要区别。
选择一种仪器,针对其存在的问题或不足,提出改进设想(课堂作业)。
参考:就测量仪器而言,按测量各种物理量不同可划分为八种:几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。
1-2 结合你对智能仪器概念的理解,讨论“智能化”的层次。
P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物,是含有微型计算机或微处理器的测量(或检测)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(表现为智能的延伸或加强等),因而被称为智能仪器。
P5- P6 智能仪器的四个层次:聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础(也可能计算机技术和信号处理技术)。
特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。
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,这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。
模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法,这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估,可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型,并对测量误差(静态或动态误差)进行补偿。
高级智能仪器是智能仪器的最高级别,这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。
有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。
1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面?P3-5(1)仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节,仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一(2)先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提,也是创新研究的主题内容之一和创新成就得重要体现形式,科学仪器的创新是知识创新和及时创新的组成部分。
智能仪器期末考试题及答案
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。
【免费下载】智能检测技术及仪表习题参考答案
测量不确定度:表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。
通常评定方法有两种:A 类和 B 类评定方法。
不确定度的 A 类评定:用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
不确定度的 B 类评定:用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
1.10 检定一块精度为 1.0 级 100mA 的电流表,发现最大误差在 50mA 处为 1.4mA,试判定该表是否合格?它 实际的精度等级是多少?
3.16
如果将 100Ω 的电阻应变片贴在弹性试件上,若试件受力横截面积 S=0.5×10-4
m2,弹性模量
E=2×1011N/m2,若有 F=5×104 N 的拉力引起应变电阻 1Ω,试求应变片的灵敏度系数?
解:由胡克定律 σ=Eε,又由 σ=F/S,ΔR/R=Kε.得 K=ΔRES/(RF)=1*2×1011*0.5×10-4/(100*5×104)=2
压 U=2V。输出电压 Uo=1mV,K=2 时,求作用力。
解:(3)由双臂应变片电桥得:Uo=2UKε/4, ε=2Uo/UK
又由等强度悬臂梁弹性元件的应变公式 ε=6Fl/(boh2E)得 F=εboh2E/(6l)
以上两个公式等到:F=Uoboh2E/(3lUK)=0.001*0.018*0.5*0.5*2×105/(3*0.015*2*2)=5N
热电偶在接点温度为 T、T0 时的热电势等于该热电偶在接点温度为 T,Tn 和 Tn、T0 时相应的热电势的代数 和。
EAB(T、T0)= EAB(T、Tn)+ EAB(Tn、T0)。这主要用于冷端温度补偿。
2.9 热电偶的补偿导线的作用是什么?选择使用补偿导线的原则是什么?
补偿导线的Leabharlann 用是将热电偶原来的冷接点移到一个新的位置,它本身并不起冷端温度补偿作用。
智能仪器课后答案
常用元件封装1)电阻:最为常见的有0805、0603两类,不同的是,它可以以排阻的身份出现,四位、八位都有,具体封装样式可参照MD16仿真版,也可以到设计所内部PCB库查询。
注:ABCD四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5(公制表示法)1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5(公制表示法)3)电容:可分为无极性和有极性两类: 无极性电容下述两类封装最为常见,即0805、0603;有极性电容也就是我们平时所称的电解电容,一般我们平时用的最多的为铝电解电容,由于其电解质为铝,所以其温度稳定性以及精度都不是很高,而贴片元件由于其紧贴电路版,所以要求温度稳定性要高,所以贴片电容以钽电容为多,根据其耐压不同,贴片电容又可分为A、B、C、D四个系列,具体分类如下:类型封装形式耐压A 3216 10VB 3528 16VC 6032 25VD 7343 35V贴片钽电容的封装是分为A型(3216),B型(3528),C型(6032),D型(7343),E型(7845)。
有斜角的是表示正极1、标准电阻:RES1、RES2;封装:AXIAL-0.3到AXIAL-1.0两端口可变电阻:RES3、RES4;封装:AXIAL-0.3到AXIAL-1.0三端口可变电阻:RESISTOR TAPPED,POT1,POT2;封装:VR1-VR52、电容:CAP(无极性电容)、ELECTRO1或ELECTRO2(极性电容)、可变电容CAPVAR封装:无极性电容为RAD-0.1到RAD-0.4,有极性电容为RB.2/.4到RB.5/1.0.3、双列直插元件原理图中常用的名称为根据功能的不同而不同,引脚封装形式DIP系列,不如40管脚的单片机封装为DIP40。
谐波电流的测试,需要专业的测试仪器来完成,一般的电流表是不具备这个功能的。
《智能仪器》复习题部分答案
1.《智能仪器》复习参考题题2.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< 单)点接地,低频电路应选择< 多)点接地。
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)式键盘,若系统需要4个按键,应采用< 独立式)键盘结构。
b5E2RGbCAP智能仪器的显示器件常用< LED )数码管或液晶显示器,其中< )更适合用于电池供电的便携式智能仪器。
p1EanqFDPw智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、<信号转换放大电路)、滤波器、< 采样保持器)和A/D转换器等几个主要部分所组成。
DXDiTa9E3d6.对电子设备形成干扰,必须具备三个条件,即(干扰源>、<传输耦合通道)和对干扰敏感的接收电路。
7.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为:<传导耦合)耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和<电磁)耦合。
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<+5V~+15V)V, 逻辑“1”为<-5V~ -15V)V。
RTCrpUDGiT9.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。
10.智能仪器的故障自检方式主要有<开机)自检、<周期性)自检和键控自检三种方式。
11.双积分型A/D转换器的技术特点是:转换速度<慢),抗干扰能力<强)。
智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种:即利用<误差模型修正系统误差)、<校正数据表修正系统误差)或通过曲线拟合来修正系统误差。
5PCzVD7HxA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。
jLBHrnAILg为减小随机误差对测量结果的影响,软件上常采用<算术平均)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。
智能仪器试题及答案
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(de)滤波器.()2. 基准电压Vr (de)精度和稳定性影响零位误差、增益误差(de)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(de)是TTL电平,因此它(de)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(de)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(de)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 )(de)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(de)框图如下图所示.其中( 1 )~( 4 )各部分(de)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(de)作用是( )A. 提高系统(de)采样速率B. 保持系统(de)数据稳定C. 保证在A/D转换期间ADC前(de)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(de)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.A. 算数平均法B. 加权平均法C. 限幅滤波法D. 去极值平均法6. 在开发USB系统(de)时候,首要(de)任务是利用( )实现设备(de)枚举过程,提供各种设备信息.A. 中断传输B. 控制传输C. 同步传输D. 批量传输7.若非编码矩阵键盘(de)列线外接下拉电阻,该矩阵(de)扫描码应是( ).A.行线输出高电平B.列线输出高电平C.行线输出低电平D.列线输出低电平8.在智能仪智中,A/D 转换(de)抗干扰技术包括( ).A. 对差模干扰(de)抑制B. 对共模干扰(de)抑制C. 采用软件方法提高A/D抗干扰能力D. 以上三种都包括9.在进行数字电路(de)可测试性设计时,下面说法错误(de)是( ). A.设计上应避免“线或”逻辑B.所有不同相位和频率(de)时钟都应来自单一主时钟C.数字电路应设计成主要以异步逻辑电路为基础(de)电路D.电路应初始化到一明确(de)状态,以便确定测试(de)方法10.下面( )调试方式在目标机不存在(de)情况下也可以进行代码(de)调试.A.ROM 仿真器B.在线仿真器C.片上调试D.JTAG三、填空(每空2分,共20分)1.假设一 12 位(de) A/D 转换器,其满量程电压为 10V ,则它(de)分辨率是_____ .2.某仪器(de)非线性采用分段线性插值法进行校正,设段数为4,最少需要_____对(X i ,Y i )已知实验数据.3.利用 8 片模拟多路开关 CD4051 设计 64 路(de)输入通道.已知CD4051 (de)漏电流为 20nA ,开关导通电阻300Ω ,设信号源内阻1000 Ω .则多路开关漏电流和导通电阻产生(de)误差大小为_____ .如果采用级连方式连接,则需要多路开关_____片.用级连方式连接电路产生(de)误差大小为_____ .4.某智能温度测量仪采用 8 位ADC ,测量范围为10 ~100 ℃,仪器采样数据经滤波和非线性校正后(de)数字量为0028H .A0=10 ℃,Am=100 ℃,Nm=FFH=255 ,Nx=28H=40 .则对应(de)实测温度是_____ .5. 设在某数据采集系统中,对正弦信号 U=(U msin ω t )/2 采样.采/保(de)孔径时间 tAP=20ns , A/D 转换器(de)位数为 12 位,求采样精度达到 1LSB (de)最高信号频率是_____ .若 S/H (de)捕捉时间tAC=3 μs ,稳定时间ts=2 μs , A/D 转换时间tCONV=40 μs ,输出时间tOUT=4 μs 则通道(de)吞吐率是_____ .6.检测直流电压信号由于50Hz 工频干扰使测量数据呈现周期性波动.设采样周期Ts=1ms ,采用算数平均滤波算法,消除工频干扰.选择平均点数 _____.7.某种仪器 100 台,工作 1000h ,假设有 2 台发生故障,则这种仪器(de)千小时(de)可靠率为_____ .四、简要回答下列问题( 25 分)1. 简述推动智能仪器发展(de)主要技术.2. 简述智能仪器设计(de)基本原则.3. 简述 USB 既插既用机制实现(de)原理.4. 可靠性是智能仪器中一个重要(de)技术指标.请写出智能仪器中常用(de)提高硬件和软件可靠性(de)方法.5. 什么是可测试性智能仪器设计中引入可测试性设计有什么优缺点五、设计题(15分)试设计一温度检测系统.要求系统能检测 8 路温度信号(假设温度传感器(de)输出信号幅度 0~25mV ),测试(de)温度范围为0~500 ℃,温度分辨率为℃.测试(de)最终结果用 LCD 显示器或 LED 显示器显示出来.对多通道(de)测量信号要有自动巡回检测(de)功能和选择某一通道进行单一测量(de)功能.若采用自动巡回检测方式,要求每一通道每秒钟检测 100 次.仪器要具有与其它仪器或微机进行通讯(de)能力.画出仪器(de)硬件框图,并说明每部分(de)参数及其选择原则.(1)根据设计要求,放大器(de)放大倍数至少应为多少(2) A/D 转换器至少应选择多少位(de)(3) A/D 转换器(de)速率至少为多少(4)根据设计要求,如果选用 LED 显示器,至少应用几位 LED 显示(5)测试系统与外界(de)通讯如选用串行通信,你准备选择哪种总线它(de)最远传输距离是多少(6)如果系统用 89C51 单片机做控制器,用字符式 LCD 显示模块做显示器,请画出图 2 中单片机与显示模块(de)三根控制线 RS 、 R/W 和 E (de)接口电路.这三根控制信号(de)时序图如图 1 ,它们(de)功能为:RS :寄存器选择输入线.当其为低电平时,选通指令寄存器;高电平时选通数据寄存器.R/W :读/ 写信号输入线.低电平为写入,高电平为读出.E :使能信号输入线.读状态下,高电平有效;写状态下,下降沿有效.图 1图 2答案:答案:一、否、是、否、否、否、否、是、否、否、否二、B 、 B 、 B 、 C 、 D 、 B 、 A 、 D 、 C、 B 三、1.2. 53. ,9,;4. 245.,;6. 207.四、1.传感器技术:信号检测是通过传感器实现(de),为适应智能仪器发展(de)需要,各种新型传感器不断涌现.A/D 等新器件(de)发展显着增强了仪器(de)功能与测量范围.DSP (de)广泛应用:由于 DSP 芯片是通过硬件来完成上述乘法和加法运算,因此,采用DSP 芯片可大大简化具有此类数字信号处理功能(de)智能仪器(de)结构并提高其相应(de)性能,极大地增强了智能仪器(de)信号处理能力.ASIC 、FPGA /CPLD 技术在智能仪器中(de)广泛使用:使仪器(de)可靠性、成本、速度等方面有提高.LabVlEW 等图形化软件技术.网络与通信技术:智能仪器要上网,完成数据传输、远程控制与故障诊断等;构建网络化测试系统,将分散(de)各种不同测试设备挂接在网络上,通过网络实现资源、信息共享,协调工作,共同完成大型复杂系统(de)测试任务.2.从整体到局部(自顶向下)(de)设计原则:这种设计原则(de)含义是,把复杂(de)、难处理(de)问题分为若干个较简单、容易处理(de)问题,然后在一个个地加以解决.较高(de)性能价格比原则:在满足性能指标(de)前提下,应尽可能采用简单(de)方案,因为方案简单意味着元器件少,开发、调试、方便,可靠性高.组合化与开放式设计原则:开放系统是指向未来(de) VLSI 开放,在技术上兼顾今天和明天,既从当前实际可能出发,又留下容纳未来新技术机会(de)余地;向系统(de)不同配套档次开放,为发挥各方面厂商(de)积极性创造条件;向用户不断变化(de)特殊要求开放,在服务上兼顾通用(de)基本设计和用户(de)专用要求等等. .3.即插即用技术包含 2 个技术层面,既热插拔和自动识别配置.热插拔(de)关键技术在于电路接插件插、拔期间强电流(de)处理.USB 在电缆以及接插件(de)设计上充分考虑了这一点,使得这个瞬时(de)强电流被安全地吸收,从而使 USB 设备实现了热插拔.系统设备(de)自动识别是通过在 USB 主机或 Hub (de)下行端口信号线上接有下拉电阻和在设备端(de)信号线上连接上拉电阻来实现(de).既当 USB 主机或 Hub (de)下行端口处于断开状态时,信号线电平将恒为 0 .当 USB 设备连接上(de)瞬间,会造成 USB 主机或 Hub 端信号线(de)上冲,这样当 USB 主机或 Hub 检测到这个上冲过程, USB 主机可认定有一设备接入.4.提高硬件可靠性:元器件(de)选择;筛选;降额使用;可靠电路(de)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(de)程序设计方法;程序验证技术;提高软件设计人员(de)素质;消除干扰;增加试运行时间.5.可测试性( Testability )是指产品能够及时准确地确定其自身状态(如可工作,不可工作,性能下降等)和隔离其内部故障(de)设计特性.智能仪器设计中引入可测试性设计(de)优点1.提高故障检测(de)覆盖率;2.缩短仪器(de)测试时间;3.可以对仪器进行层次化(de)逐级测试:芯片级、板级、系统级;4.降低仪器(de)维护费用;缺点:1.额外(de)软/硬件成本;2.系统设计时间增加.五、放大器(de)增益 200 ; ADC (de)分辨率 12 位;; 4 位。
智能仪器原理与设计课后答案
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。
智能仪器考试试题
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。
《智能仪器技术及应用》A卷答案资料
《智能仪器技术及应用》A卷答案一、简答题(每题4分,共20分)1、叙述智能仪器的基本组成、工作原理及发展趋势?答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
软件分为监控程序和接口管理程序两部分。
如图为典型智能仪表结构,由三个层次构成…………1’智能仪器的工作原理:传感器获取被测量的信息并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关;由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经a/d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中;单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等);运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时单片机把运算结果与存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。
此外,智能仪器还可以与pc机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据,通过串行通信将信息传输给上位机——pc机,由pc机进行全局管理。
…………2’智能仪器是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合,逐步实现微型化,多功能化,人工智能化,随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展,智能仪器将会得到更加广泛的应用。
可以预料,各种功能的智能仪器在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域。
…………1’2、影响测试精度的因素有哪些?答:(1)算法的精度。
…………2’(2)程序本身的精度。
…………2’3、提高智能仪器可靠性的方法有哪些?答:提高硬件可靠性:设计可靠的系统方案;元器件的合理选择;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。
………2’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。
智能仪器课后习题答案
。 K V的路电该比到小 SIV 度幅号信的端入输路电高在果如 /
N O
IV 即 � NIV 声噪入输 V� N
效等的路电该为称值平电的到得� K 益增的路电该以除即端入输的路电改到算折 NOV 值效有声噪的得测端出输路电把。声噪出输的路电是就这�压电动波的度幅定一在存 仍端出输�时入输号信有没在路电的是�在存源声噪的样那或样这有内路电于由
91P�器大放量测用使中统系集采据数在要么什为 4-2 �期周样采择选何如�关有素因些那与期周样采 3-2 � 。统系集采式络网和统系集采机单式 布分为分以可异差的构结制控机算计中统系集采据根�机算计入输地机随或序顺的定 一按据数的集采�集采据数即换转数模行进号信路本对之 D/A 和 H/S 个一每� 。XNM 器 换转路多拟模要需再不�D/A 和 H/S 个一有都般一号信路一每�式集采散分�2� � 。减衰所有号信是�露泄些一有会器持保而�长加会间时的持保中器持保在号信 的得采步同�下况情的多较数路号信测被在�处之足不。单简较比又�求要的集采步 同足满能既构结种这�差误斜偏间时的构结型集采时分除消以可样这。机主入输据数 成换转值幅样采的持保将路电 D/A 的用公入进换切时分关开换转路多待等�值幅的号 信样采着持保器持保的自各由后然� 。样采步同即�行进刻时一同在样采的号信路多使 �器持保样采个一加各路通号信路每给前之关开换转路多在�点特 型集采步同 b � 。差误斜偏间时了生产就 样这�据数的刻时一同得获能不�的集采被次依是上间时在号信路两邻相而因�的通 选流轮、换切时分关开换转路多即器换切路多拟模由式集采的号信对但� 。本成了低降 �构结路电了化简�路电 D/A 和 H/S 个一用使同共号信路多�点特 型集采时分 a �式集采中集�1� 61-51P。点特其较比并�式形构结本基的统系集采据数述简 2-2 。置装的印打或示显、理处、储存行进机算计由便以�后量字数成换转化量、集采行 进量拟模等移位、量流、力压、度温将指是�SAD 称简统系集采据数的器仪能智 51P�能功本基些哪现实要主统系集采据数 1-2 。化变的性命革生发计设统系使将统系上片�度速计设了快加�障故息信 件器了除消�块模核内 PI 的化熟成和核内 UPC 机片单得应相择选�求要能功和性特件 固的统系计设所据根是而片芯路电是再不的对面者计设�中计设统系上片在�2� �易容 得变器仪能智杂复制研使会将� �IPA�口接序程用应的量大有具并�能功等理管标目 和件文、口窗形图、持支络网、务任多备具它于由�台平统系式入嵌的统系作操行运 能是其尤�段阶的新个一到升提计设的器仪能智是将展发入深的统系式入嵌�1� 11P �段阶新个一到升提计设的器仪能智使将�COS�统系上片与统系式入嵌说么什为 8-1 。利有护保权产识知对 �计设向正于合适 DLPC/AGPF。计设路 电行进力精中集能更员人计设使以可�用易学 易件软 DLPC/AGPF�5� �短期周际实的路电片芯 DLPC/AGPF�4� �能功的同不现实可就 MORPE 的同不用下况情的动不路电围外在者或用使、除擦、程编的复反可 DLPC/AGPF �3� �低用费发开制研�小入投金资的 DLPC/AGPF�2� �成集统系现实以可强越来越 能功的现实能所�大越来越也模规的 DLPC/AGPF�高提断不的艺工 ISLV 着随�1� �点 优下以有还�外之点特的 CISA 了除们他�片芯 CISA 的殊特是都片芯 DLPC/AGPF 21P �点优些哪有 DLPC/AGPF 用采是计设器仪能智 7-1 � 。理处息信的 能性高、的杂复于用以可 ICP 而因�大量容存内、强能功理处据数 CP。贝拷硬取获等 器仪图绘及机印打、盘磁的有已 CP 用利的便方以可�广围范用应、活灵用使是点优的 ICP� 。器仪量测型展扩用应的心核为�CP�机算计人个以是器仪能智式展扩机微 � 。低较本成�境环劣恶应适�封密于易�电供池电干�构结式持手或携便、化型小 用采�能功多或用专�是要主点特其。用作理处据数和制控起中其在器理处微� 。机单
智能仪器仪表网络接口考核试卷
B. USB 2.0
C. USB 3.0
D. USB 3.1
7.以下哪个设备通常不使用网络接口进行通信?()
A.智能电表
PLC
C.移动电话
D.电子秤
8.关于智能仪器仪表的网络接口,以下哪项描述是错误的?()
A.网络接口可以实现设备之间的数据交换
B.网络接口可以提高设备的可扩展性
A. IP地址
B. MAC地址
C.端口号
D.子网掩码
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.智能仪器仪表常见的网络接口有哪些?()
A.以太网接口
B. USB接口
C. VGA接口
D. RS-485接口
2.以下哪些是TCP协议提供的服务?()
4.关于智能仪器仪表的以太网接口,以下哪项描述是正确的?()
A.以太网接口只支持10Mbps的传输速率
B.以太网接口可以使用双绞线进行通信
C.以太网接口无法实现远程通信
D.以太网接口无需进行网络配置
5.以下哪个协议不属于应用层协议?()
A. HTTP
B. FTP
C. IP
D. SNMP
6.在智能仪器仪表的USB接口中,以下哪个版本的数据传输速率最高?()
A.以太网接口
B. USB接口
C. RS-232接口
D. HDMI接口
2.在智能仪器仪表中,以下哪个参数是TCP/IP协议族中IP协议的主要功能?()
A.流量控制
B.差错检测
C.数据传输
D.路由选择
3.下列哪种网络接口标准主要用于串行通信?()
A. USB
智能检测技术及仪表习题参考答案
智能检测技术及仪表习题参考答案1.1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差?被测量的测量值某与被测量的真值A0之间的代数差Δ,称为绝对误差(Δ=某-A0)。
相对误差是指绝对误差Δ与被测量某百分比。
有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。
实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值(实际值)某0之比(δA=Δ/某0某100%);公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值(示值)某之比(δ某=Δ/某某100%)。
引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B某100%)。
1.2什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?他们通常应用在什么场合?测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。
测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。
绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析,相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析,引用误差用于用具体仪表测量。
1.3用测量范围为-50~+150kPa的压力传感器测量140kPa压力时,传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。
Δ=142-140=2kPa;δA=2/140=1.43%;δ某=2/142=1.41%;δm=2/(50+150)=1%1.7什么是直接测量、间接测量和组合测量?通常测量仪表已标定好,用它对某个未知量进行测量时,就能直接读出测量值称为直接测量;首先确定被测量的函数关系式,然后用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量,最后代入函数式中进行计算得到被测量,称为将间接测量。
在一个测量过程中既有直接测量又有间接测量称为组合测量。
1.9什么是测量部确定度?有哪几种评定方法?不确定度的A类评定:用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
不确定度的B类评定:用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
1.10检定一块精度为1.0级100mA的电流表,发现最大误差在50mA处为1.4mA,试判定该表是否合格?它实际的精度等级是多少?解:δm=1.4/100=1.4%,它实际的精度为1.5,低于标称精度等级所以不合格。
智能仪器习题集答案
意图,并阐述实现自动零点调整的过程。 答:自动零点调整主要是对零漂进行
校正,因为零漂是造成系统误差的主要原因之一。
自动零点调整的原理示意图如图 2-4:
实现自动零点的调整过程:设放大器的增益为 G,A/D 转换器的转换系数为 K,只
要在 G/K 在下述测量过程中保持不变,即可实现自动调零。操作过程如下:
当于二进制 11 位,转换时间 100mS,转换误差小于±1LSB。具有自动调零、自动 极性判断功能,具有自动量程控制信号输出,数据输出采用动态字位扫描 BCD 码 输出。 补 2-8、智能仪器模拟通道中的采样保持器的作用是( D )
读ROM→A
A异或B→B 修改指针
最后字节? N Y
校验和→A
Y A=B?
N 置故障标志 清故障标志
便于 要由
ROM 始地 验和
存放的地址为 data3。
返回
附图2-1 ROM自检程序流程图
自检原理: 在将智能仪器程序的机器码写入
ROM
时,在最后一个单元写入“校验字”。“校验字”应能满足 ROM 中所有单元的每一
答:在仪器开机或复位之后进行的自检。开机自检是仪器正式运行前的全面检 查,检查项目要尽可能全面。如果开机自检正常则进入正常测量程序,若发现故
障则声光报警并显示故障代码,以提醒用户。
自检实质上是配合硬件运行一段专门编制并存放在 ROM 中的自检程序,对
仪器的主要部件或测试点进行自动检测。自检程序将这些测试点的当前测试值与
述运算是很容易的。所以,即使用普通元器件设
计的电路,只要 Uos 不是很大,都可以用软件的方 法消除其对测量结果的影响。另外需注意,零点
漂移值 Uos 应每隔一段时间更新一次。 5、试根据图 2-8 画出采用三个不同量程传感器的
《智能仪器》(第二版程德福林君)课后习题参考答案
智能仪器考试题型:名词解释、简答、简述、综合没有给重点,但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的,所以我将大部分课后习题答案整理出来,仅供参考。
难免有错误,望大家谅解并指出。
课后习题参考第一章1-1 你在学习和生活中,接触、使用或了解了哪些仪器仪表?它们分别属于哪种类型?指出他们的共同之处与主要区别。
选择一种仪器,针对其存在的问题或不足,提出改进设想(课堂作业)。
解:就测量仪器而言,按测量各种物理量不同可划分为八种:几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。
1-2 结合你对智能仪器概念的理解,讨论“智能化”的层次。
解:P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物,是含有微型计算机或微处理器的测量(或检测)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(表现为智能的延伸或加强等),因而被称为智能仪器。
P5- P6 智能仪器的四个层次:聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础(也可能计算机技术和信号处理技术)。
特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。
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,这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。
模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法,这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估,可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型,并对测量误差(静态或动态误差)进行补偿。
高级智能仪器是智能仪器的最高级别,这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。
有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。
1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面?P3-5。
《智能仪器技术及应用》B卷答案
《智能仪器技术及应用》B卷答案一、简答题(每题4分,共20分)1、叙述智能仪器的基本组成、工作原理及发展趋势?答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
软件分为监控程序和接口管理程序两部分。
如图为典型智能仪表结构,由三个层次构成…………1’智能仪器的工作原理:传感器获取被测量的信息并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关;由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经a/d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中;单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等);运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时单片机把运算结果与存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。
此外,智能仪器还可以与pc机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据,通过串行通信将信息传输给上位机——pc机,由pc机进行全局管理。
…………2’智能仪器是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合,逐步实现微型化,多功能化,人工智能化,随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展,智能仪器将会得到更加广泛的应用。
可以预料,各种功能的智能仪器在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域。
…………1’2、为什么智能仪器要具备自检功能?自检方式有几种?常见的自检内容有哪些?答:所谓自检就是利用事先编制好的检测程序对仪器的主要部件进行自动检测,并对故障进行定位。
自检功能给智能仪器的使用和维修带来很大的方便。
…………1’智能仪器的自检方式有三种类型:(1)开机自检…………1’(2)周期性自检…………1’(3)键盘自检…………1’3、什么叫软测量?软测量建模可以用那些方法?答:对于难于测量或暂时不能用单独的仪表进行测量的被测变量(又称为主导变量),选择另外一些容易测量的变量(又称二次变量或辅助变量),想法构成这些辅助变量与被测变量之间的某种数学关系,就可以用数据处理软件代替单独的仪表这种硬件,通过计算、估计和推断确定被测变量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《智能仪器技术及应用》B卷答案一、简答题(每题4分,共20分)1、叙述智能仪器的基本组成、工作原理及发展趋势?答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
软件分为监控程序和接口管理程序两部分。
如图为典型智能仪表结构,由三个层次构成…………1’智能仪器的工作原理:传感器获取被测量的信息并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关;由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经a/d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中;单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等);运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时单片机把运算结果与存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。
此外,智能仪器还可以与pc机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据,通过串行通信将信息传输给上位机——pc机,由pc机进行全局管理。
…………2’智能仪器是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合,逐步实现微型化,多功能化,人工智能化,随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展,智能仪器将会得到更加广泛的应用。
可以预料,各种功能的智能仪器在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域。
…………1’2、为什么智能仪器要具备自检功能?自检方式有几种?常见的自检内容有哪些?答:所谓自检就是利用事先编制好的检测程序对仪器的主要部件进行自动检测,并对故障进行定位。
自检功能给智能仪器的使用和维修带来很大的方便。
…………1’智能仪器的自检方式有三种类型:(1)开机自检…………1’(2)周期性自检…………1’(3)键盘自检…………1’3、什么叫软测量?软测量建模可以用那些方法?答:对于难于测量或暂时不能用单独的仪表进行测量的被测变量(又称为主导变量),选择另外一些容易测量的变量(又称二次变量或辅助变量),想法构成这些辅助变量与被测变量之间的某种数学关系,就可以用数据处理软件代替单独的仪表这种硬件,通过计算、估计和推断确定被测变量。
…………2’软测量建模的方法:(1)机理建模;(2)机理建模与经验建模相结合;(3)回归分析建模;(4)人工神经网络建模;(5)其它方法建模…………2’4、什么是模糊控制?它的特点是什么?答:模糊控制是基于模糊推理,模仿人的语言表达方式和思维方式,对难以建立精确数学模型的对象实施的一种智能控制技术。
它是模糊技术和控制技术相结合的产物,是智能技术的一个重要分支。
…………1’模糊控制的特点在于:(1)不要求知道被控对象的精确数学模型,只需要提供现场操作人员的经验及其操作数据;(2)控制系统的鲁棒性强,适合于解决常规控制难以解决的非线性、强耦合、时变和时滞系统;(3)以语言变量代替常规的数学变量,容易构成专家“知识”;(4)控制推理模仿人的思维过程,采用“不精确推理”,融入了人类的经验,因而能处理复杂乃至病态的系统。
…………3’5、如何抑制来自电网和电源的干扰?系统的屏蔽和接地应注意哪些问题?答:智能仪表的供电线路是干扰的主要入侵途径, 而且微机系统对来自供电源的干扰又特别敏感, 所以设计一个抗干扰的直流稳压电源是智能仪表电磁兼容性设计的重要环节, 通常采取的措施有如下几种:(1)微机系统和产生干扰的设备分开供电(2)设计抗干扰稳压电源(3)选用高性能的电源(4)供电电路上的抗干扰措施(5)接地问题…………2' 系统的屏蔽和接地设计应注意如下几个方面:(1) 一点接地和多点接地的使用原则。
(2)屏蔽层与公共端的连接当一个接地的放大器与一个不接地的信号源连接时, 连接电缆的屏蔽层应接到放大器公共端, 反之应接到信号源公共端。
高增益放大器的屏蔽层应接到放大器的公共端。
(3)信号地应与交流地、功率地分开。
(4) 屏蔽地( 或机壳地) 接法随屏蔽目的不同而异。
…………2'二、论述题(每题10分,共20分)1、如何利用单片机及相应的外围电路实现频率信号的同精度测量?分析测量误差。
答:使用单片机的两个定时器,定时器0工作在方式1(16位定时器方式),定时器1为被测信号输入端,工作在方式1(16位计数器方式)。
单片机先清除两个计数器,再发出START信号表示定时计数开始,在fx的上升沿到来之前D触发器仍关闭两计数门,由fx上升沿开启两计数器计数,即定时开始与被测信号同步。
单片机内部定时一到就改变START信号,触发器要等fx的又一个上升沿到来时才跳变而关闭计数器,即定时结束与被测信号同步。
…………5’测频过程原理如下图所示,设被测信号和定时器0的计数周期分别为“T”和“t”,测频开始,被测信号第一个上升沿①到来时,同时打开定时器0和定时器1,开始计数,当定时器0计满65536个周期后,被测信号的下一个上升沿②到来时,同时关闭定时器0和定,则时器1,此时,设计数器1所计信号周期数为N,定时器0的TH0,TL0中所计数为n1)*t,又因为NT=nt,从而,得出被测信号的周期T=定时器0所定时间为nt=(65536+ n1nt/N,进一步可求得被测信号的频率f=1/T。
计数器1定时器0…………5’2、试述多单片机系统、计算机网络系统、现场总线系统以及它们之间的区别。
答:多单片机系统指单板(或多板)情况下,多单片机互联通信,交换数据,分工协作完成总体任务的系统。
多单片机互连形式多种多样,通信协议不对外开放,通信形式与互联形式又是密切关联的。
…………3’计算机网络系统是计算机技术与通信技术相结合的产物,就是利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互联起来,以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息传递的系统。
在计算机网络环境下,计算机是互联起来的,能相互传递信息,在一个区域乃至全球实现资源共享,同时,各计算机又是相互独立自治的,可以独立自主的进行自己的工作。
计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。
互连的计算机是分布在不同的地理位置的多台独立的“自治计算机”。
连网的计算机既可以为本地用户提供服务,也可以为远程用户提供网络服务。
连网计算机之间遵循共同的网络协议。
…………4’现场总线系统是现场通信网络与控制系统的集成,现场总线用于构成现场仪表、控制室、控制系统之间的全分散、全数字化、智能双向、多变量、多点、互联的通信系统。
主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。
现场控制设备具有通信功能,便于构成工厂底层控制网络。
通信标准的公开、一致,使系统具备开放性,设备间具有互可操作性。
功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。
控制功能下放到现场,使控制系统结构具备高度的分散性。
…………3’三、分析题(每题12分,共24分)1、图1所示的双积分A/D 转换器最大显示数为19999(BCD 码),满刻度值为2V ,时钟频率为f 0=100kHz(f 0=0T 1),试分析:(1)该双积分式A/D 转换器的基准电压+U R 、-U R 应该为多少?该双积分式A/D 转换器的基准电压+U R 、-U R 分别为2V ,-2V 。
…………2’(2)该A/D 转换器的分辨率为多少?转换速率大约为多少?因为转换器最大显示数为19999(BCD 码),满刻度值为2V ,所以分辨率为2V/20000=0.1mv …………2’转换速率大约为2T 1=2×2000×T 0=0f 4000=400ms …………2’ (3)积分时间T 1为多少毫秒?时钟频率是否可选择80kHz ?为什么?T 1=2000×T 0=0f 2000=200ms …………2’ 时钟频率不能选择80kHz ,因为那样采样时间不是20ms (工频周期)的整数倍。
…………2’(4)当输入电压U i =0.25V 时,积分时间T 2为多少毫秒?显示器的数码指示为多少? 解:T 2=R 1U T U i =2V200ms ×0.25V =25ms N 2=02T T =s 1025ms =2500 …………2’ 2、在一个时钟频率为12MHz 的8031系统中接有一片ADC0809A/D 转换器(地址自定),以构成一个简单8通道自动巡回检测系统。
要求该系统每隔100ms 时间就对8个直流电压源(0~5V )自动巡回检测一次,测量结果对应存于60H ~67H 的8个存储单元中(定时采样可以采用单片机内定时器的定时中断方法)。
试画出该系统的电路原理图,并编写相应的控制程序。
答:电路图如下:ADC0809与80C51的接口电路…………6’由电路图可以知道:1.ADC0809的地址是70FFh2.ADC0809的8个模拟通道所对应的口地址是78FFh~7FFFh3.采样的开始,只要对模拟通道对应的地址写入一个数即启动转换。
4.由P1.0查询ADC0809的EOC信号,即可确定转换是否完成5.8个通道的转换结果依次放入60H~67H存储单元中org 0000hmov r1,#60hmov r2,#8hmov tl0,#0hmov th0,#0b8h;mov tmod,#1hclr et0setb tr0mov scon,#40hmov dptr,#78ffhloop: mov a,r2subb a,r1jnz loop2mov r1,#0hmov dptr,#78ffhmov r1,#0hmov dptr,#78ffhloop1: jnb tf0,loop1clr tf0mov tl0,#0hmov th0,#0b8hloop2: movx @dptr,a ;start A/Dloop3: jb p1.0,loop3loop4: jnb p1.0,loop4movx a,@dptrmov @r1,ainc dphinc r1ljmp loopend…………6’四、设计题(每题18分,共36分)1、以MCS-51系列单片机为核心部件,设计基于单片机控制的多功能温湿度显示系统,该系统具有日历时钟、温湿度显示、切换、复位、校对、调整、报警等功能。
答:系统构成:本系统基于AT89C52单片机为核心,用DS18B20温度传感器和HS1101电容式湿度传感器分别测量环境温湿度,使用12MHz的晶振构成的震荡电路作为单片机的外部时钟电路,进行时间的计时,6个七段LED显示器进行时间、温度、湿度的显示,用按键进行温湿度、时间的切换,以及时间的复位、校对、调整,采用蜂鸣器进行报警。