智能仪器简答题
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。
智能41道题答案(不完整版)
1、什么是智能仪器？它有什么特点？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2、描述设计、研制智能仪器的一般过程？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。
3、画出智能仪器通用结构框图，简述每一部分作用。
主机电路用来存储程序数据并进行一系列的运算和处理；模拟量输入/输出通道用来输入/输出模拟信号；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系；通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接收计算机的程序命令。
4、智能仪器的数据采集系统包括哪几部分？每一部分的主要功能是什么？（框图）1.数据采集被测信号经过放大、滤波、A/D转换，并将转换后的数字量送入计算机。
2.数据处理由计算机系统根据不同的要求对采集的原始数据进行各种数学运算。
智能仪器复习题及答案
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。
智能仪器仪表复习题
1、什么是智能仪器、智能仪器有哪些功能。
答：智能仪器是计算机技术与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，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。
2、简述智能仪器的发展过程及应用领域。
答：第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表第二代为数字式仪器仪表第三代就是智能式仪器仪表应用：测量仪器，分析仪器，生物医疗仪器，地球探测仪器，天文仪器，航空航天航海仪表，汽车仪表，电力，石油，化工仪表等，遍及国民经济各个部门，深入到人们生活的各个角落。
（1）传感器技术（2）A/D等新器件的发展将显著增强仪器的功能与测量范围（3）单片机与DSP 的广泛应用（4）嵌入式系统和片上系统（SOC）将使智能仪器的设计提升到一个新阶段（5）ASIC、FPGA/CPLD即使在智能仪器中广泛使用（6）LabVIEW等图形化软件技术（7）网络与通信技术。
3、智能仪器的特点、智能仪器结构形式，对其作简要描述。
答：特点：测量过程的软件控制数据处理多功能化。
结构形式：微机内嵌式（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（以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。
个人计算机仪器(PCI)或称微机卡式仪器。
其形态可以是计算机。
）4、数据采集系统的组成结构。
答：传感器模拟信号调理数据采集电路（传感器、模拟信号调理电路、数据采集电路）微机系统5、程控放大器在智能仪器中的作用以及使用过程中的注意事项。
答：程控放大器是常用部件，在许多实际应用中，为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可变增益放大器。
增益由仪器内置计算机的程序控制。
这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大器。
使用时可以根据输入模拟信号的大小来改变放大器的增益。
程控放大器是解决大范围输入信号的有效办法。
6、AD转换器分为哪几类？串行接口的AD与并行接口的AD的优缺点。
答：比较型ADC、积分型ADC、V/F型ADC。
最新智能仪器复习题
第一章1、什么是智能仪器？智能仪器的主要特点是什么？智能仪器是计算机技术与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，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。
也可以理解为传统仪器仪表的智能化、数字化发展。
特点：（1）测量过程的软件控制：灵活性强、可靠性强（2）数据处理：改善测量的精确度，提供更多高质量的信息量（3）多功能化：一机多用2、简述推动智能仪器发展的主要技术。
传感器技术，A/D，单片机，DSP，ASIC，FPGA/CPLD，Labview软件，网络与通信技术，嵌入式系统与片上系统。
3、智能仪器有哪几种结构形式？各有什么特点？微机内置式：将单片或多片的微机芯片与仪器有机地结合在一起形成的单机。
微机扩展式：以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。
第二章1、D/A转换器内部主要由哪几部分组成？各有什么作用？DAC的组成：电阻网络，模拟开关，求和运算放大器，基准电源2、试设计4位的倒T型网络DAC，设R=10k，参考电压为5伏，举例说明输入数字量为0100B，1100B时，反馈电阻上的电流值。
试用D/A转换器设计一个简易信号发生器，要求画出原理框图，说明工作原理。
当输入数字量为1001B时：当输入数字量为0101B时：3、有一8位的逐次逼近式A/D转换器，满量程为5V，现若输入4.1V模拟电压，试分析其逐次逼近的转换过程。
若时钟频率是100kHz，计算完成一次转换所需的时间。
量化单位：q=5/28128 64 32 16 8 4 2 1 U s=4.1v 比较1 0 0 0 0 0 0 0 2.5v 保留1 1 0 0 0 0 0 0 3.75v 保留1 1 1 0 0 0 0 0 4.375v 去除1 1 0 1 0 0 0 0 4.0625 保留1 1 0 1 1 0 0 0 4.21875v 去除1 1 0 1 0 1 0 0 4.140625v 去除1 1 0 1 0 0 1 0 4.1015625v 去除1 1 0 1 0 0 0 1 4.08203125v 保留结果：11010001 误差: 4.1-4.08203125=0.01797v转换时间：4、CPU一般采用哪几种方式和A/D转换器进行联络实现对转换数据的读取。
智能仪器复习题
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。
智能仪器原理简答题复习1
智能仪器原理简答题复习1智能仪器原理复习提纲1、智能仪器的定义内部带有微型计算机并带有GP-IP 等通信接⼝，具有对数据的存储、运算、逻辑判断，⾃动化操作与外界通信等智能作⽤的仪器，称为智能仪器.2、智能仪器的优点①使⽤键盘代替传统仪器中旋转式获琴键式切换开关来实施对仪器的控制，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切换，⾃动调零，触发电平⾃动调整，⾃动校准，⾃诊断等功能，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的能⼒，使⽤⼈员只通过键盘打⼊命令。
⑤智能仪器⼀般都配有GP-IB 或RS-232等通信接⼝，使智能仪器具有可程控操作的能⼒。
1、A/D 转换的技术指标①分辨率与量化误差：分辨率是衡量A/D 转换器分辨输⼊模拟量最⼩变化量的技术指标，记数字量变化⼀个字所对应模拟信号的变化量。
量化误差是由于A/D 转换器有限字长数字量对输⼊模拟量进⾏离散取样⼆引起的误差，其⼤⼩在理论上为⼀个单位。
②转化精度：反映了⼀个实际A/D 转换器与⼀个理想A/D 转换器在量化值上的差值。
⽤绝对误差或相对误差来表⽰。
③转换速率：指A/D 转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。
也可表⽰为转换时间，即转换从启动到结束所需时间。
④满刻度范围：⼜称满量程输⼊电压范围，指A/D 转换器所允许最⼤的输⼊电压范围。
2、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Ux3、并⾏⽐较式A/D 原理及优缺点并⾏⽐较式A/D 原理，以⼀个三位并⾏⽐较式A/D 转换器为例，采⽤（23-1）=7个⽐较器，每个⽐较器的急转电压分别为R U 141，R U 143，……R U 1413，⽽输⼊电压i U 则是并⾏加到7个⽐较器的输⼊端。
智能仪器复习题答案
智能仪器复习题答案一、选择题1. 智能仪器的核心组成部分是（）。
A. 微处理器B. 传感器C. 显示器D. 存储器答案：A2. 智能仪器的自诊断功能主要依靠（）实现。
A. 软件算法B. 硬件电路C. 传感器网络D. 人机交互界面答案：A3. 在智能仪器中，用于处理模拟信号的电路是（）。
A. 数字电路B. 模拟电路C. 混合电路D. 通信电路答案：B4. 智能仪器的通信接口通常包括（）。
A. USB接口B. 蓝牙接口C. 以太网接口D. 所有选项答案：D5. 智能仪器的数据处理能力主要体现在（）。
A. 信号放大B. 信号滤波C. 信号转换D. 信号分析答案：D二、填空题1. 智能仪器能够通过_______实现对环境参数的自动监测。
答案：传感器2. 智能仪器的_______能力使其在工业自动化领域得到广泛应用。
答案：自适应3. 智能仪器的_______功能可以减少人为操作错误，提高测量精度。
答案：自动校准4. 智能仪器通过_______技术实现数据的远程传输。
答案：无线通信5. 智能仪器的_______系统能够根据测量结果自动调整仪器的工作状态。
答案：控制三、简答题1. 简述智能仪器与普通仪器的主要区别。
答案：智能仪器与普通仪器的主要区别在于智能仪器具备数据处理和分析能力，能够实现自动监测、自诊断、自适应和自动校准等功能，而普通仪器通常只具备基本的测量功能。
2. 描述智能仪器在环境监测中的应用。
答案：智能仪器在环境监测中的应用包括自动监测温度、湿度、空气质量等环境参数，并通过数据分析实现对环境变化的预警和控制，提高环境监测的效率和准确性。
3. 阐述智能仪器的自诊断功能如何提高仪器的可靠性。
答案：智能仪器的自诊断功能通过内置的软件算法实时监测仪器的工作状态，一旦发现异常能够及时报警并采取措施，从而避免因仪器故障导致的测量误差，提高仪器的可靠性和安全性。
智能仪器练习题整理版
智能仪器练习题练习一一、简答题1.简述智能仪器仪表型式试验和电磁兼容试验主要内容。
答：型式试验和电磁兼容性试验主要包括：外观检查、绝缘性能、电压波动、低温、高温、湿热、振动、浪涌、脉冲群、静电放电、射频电磁场、电源端骚扰、传导、电磁辐射等。
2.简述智能仪器仪表常用的总线接口和通讯接口方式。
答：分为并行接口方式和串行接口方式。
并行接口：PCI接口和ISA；串行接口：OneWire、I2C、SPI、RS232、RS485、现场总线（CAN总线、LonWorks总线）、USB总线、IEEE-488总线、以太网、Camerlink等。
二、智能仪器仪表设计题为铁路现场SS8型电力机车设计随车状态诊断记录仪。
诊断记录仪需要采集机车的一些状态参数，包括：一路交流0~25KV电压信号、一路交流0~1000A 电流信号、一路直流110V开关信号，一路压力传感器输出信号（0－600kPa），一路温度传感器输出信号（4－20mA），以及一个OC门开路输出的光电开关输出。
便携式诊断记录仪采用机车110V直流供电，要求采集精度不低于1％。
要求该设备能够连续采集记录50小时以上的机车状态参数，还可以将数据转储到PC机上，利用PC机上的专家系统进行更精确的分析诊断。
1.设计该智能仪器的总体结构，包括供电系统设计，微处理器的选择，系统复位电路设计等，并简单描述工作原理（10分）答：该仪器选用51或96单片机作为微处理器，选用MAX691进行复位与内存数据保护，选用110V/5V电源模块进行系统供电，单片机外接A/D变换器进行模拟信息采集，利用单片机自带的I/O口进行数字量的采集。
2.为上述每种信号设计前向采集通道电路（20分）答：（答案不唯一）(1) 0～25KV的电压：LEM模块，串行1带8路的A/D接口（控制信号和电源隔离），或多路切换后进模拟量隔离放大器。
(2) 0～1000A的电流：分流器或 LEM模块，同a。
(3) 0～600Kpa的压力：两线制的半导体式压力传感器，同a。
智能仪器考试答案
简答题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。
智能仪器简答题
智能仪器简答题1、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？单片机性能增强、体现在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。
单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问（DMA）能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具备等多方面进行综合考虑。
2、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？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）和隔离其内部故障的设计特性。
智能仪器设计中引入可测试性设计的优点1．提高故障检测的覆盖率；2．缩短仪器的测试时间；3．可以对仪器进行层次化的逐级测试：芯片级、板级、系统级；4．降低仪器的维护费用；缺点：1．额外的软/硬件成本；2．系统设计时间增加。
3、简述USB既插既用机制实现的原理。
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。
热插拔的关键技术在于电路接插件插、拔期间强电流的处理。
USB 在电缆以及接插件的设计上充分考虑了这一点，使得这个瞬时的强电流被安全地吸收，从而使 USB 设备实现了热插拔。
系统设备的自动识别是通过在 USB 主机或 Hub 的下行端口信号线上接有下拉电阻和在设备端的信号线上连接上拉电阻来实现的。
既当 USB 主机或 Hub 的下行端口处于断开状态时，信号线电平将恒为 0 。
当 USB 设备连接上的瞬间，会造成 USB 主机或 Hub 端信号线的上冲，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。
智能仪器考试题简答题总结.doc
1.智能仪表的主要功能：○1自动校正清零○2多点快速显示○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.智能仪表的设计研制步骤：1）确定任务，拟定设计方案：a 确定设计任务和仪表功能。
B 完成总体设计，选择确定硬件类型和数量。
2）硬件，软件研制及仪表结构设计：a 嵌入式系统的选择。
B 硬件电路设计，研制和调试。
c 应用软件设计，程序编制和调试。
3）仪表总调，性能测定3.A/D转换芯片的指标描述：1）分辨率：是指A/D的输出数码变动一个LSB时输入模拟信号的最小变化量。
2）转换时间：A/D从启动转换到转换结束所需的时间成为转换时间。
3）转换误差：是指A/D转换结果的实际值与真实值之间的偏差，用最低有效位数LSB 或满度值的百分数来表示。
4. 光电耦合的工作原理是什么？输入为低电平时，流过发光二极管的电流为零，光敏三极管截止。
输入为高电平时，发光二极管中有电流流过，二极管发光，光敏三极管因光信号作用而饱和导通。
4.继电器的作用是什么？继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，通常应用与自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节，安全保护，转换电路等作用。
5. 继电器的工作原理是什么？只要线圈两端加上一定电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力作用下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点吸合，这样吸合，释放，从而达到了在电路中的导通，切断的目的。
6.LED显示的方法有两种静态：所谓静态显示，就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二级管恒定地通以电流。
优点：亮度较高，接口编程容易。
缺点：占用口线较多，所用锁存器也多。
智能仪器原理及应用问答
1、什么是智能仪器？智能仪器的主要特点是什么？2、画出智能仪器通用结构框图，简述每一部分的作用。
3、智能仪器监控程序的主要内容是什么？4、简述智能仪器面板广泛使用按键键盘的特点。
5、简述现代自动测试系统的结构与特点。
6、为什么目前智能仪器主机电路大多采用单片机？选择单片机时应主要考虑哪些因素？7、A/D转换器与D/A转换器分别有哪些主要技术指标？分辨率和转换精度这两个指标有什么区别？8、逐次比较式、并联比较式和积分式A/D转换器各有什么特点？9、数据采集系统主要由哪几部分组成，每一部分的主要功能是什么？10、独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有什么特点？分别适合于什么场合？11、独立式键盘接口电路的工作原理12、试比较七段LED显示器静态与动态多位数字显示系统的特点。
13、参照动态扫描的LED显示器接口电路，设计一个采用2位共阳极的七段LED显示器的动态扫描接口电路。
14、GP-IB接口系统的基本特征有哪些？15、RS-232C标准的接口信号线有哪几类？其中主要的信号线是什么？16、什么是同步通信和异步通信？它们各自有何优缺点？17、异步通信协议的数据结构如何，起始位和停止位有何作用？18、RS-232C的逻辑1与逻辑0的电平范围是多少？如何实现与TTL电平的转换？19、什么是算法？什么是测量算法？测量算法应包括哪些主要内容/20、为什么智能仪器要具备自检功能？自检有哪几种方式？常见的自检内容有哪些？21、为什么仪器要进行量程转换？智能仪器怎么样实现量程转换？22、以电压表为例，简述其自动零点调整功能的原理。
23、采用数字滤波算法克服随机误差具有哪些优点？24、什么是仪器的系统误差？智能仪器如何克服仪器的系统误差？25、与硬件滤波器相比，数字滤波器具有哪些优点？26、常见数字滤波方法有哪些？说明各种滤波算法的特点和使用场合。
27、平均滤波算法、中值滤波算法和去极值平均滤波算法的基本思想是什么？28、加权平均滤波算法的基本思想是什么？29、移动平均滤波算法最显著的特点是什么？如何实现？30、为什么仪器系统中要进行标度变换，常见的标度变换分为哪两类？标度变换可否与系统误差消除合并起来进行计算以减小计算量？为什么？31、某仪器系统中传感器输出信号最大值为20mv，要求测量分辨率为5uv，测量误差为10uv，A/D转换器的参考电压值为2.5Ｖ。
智能仪器问答
1.仪器仪表的重要性体现在哪些方面？（1）智能仪器是当代促进生产力的主流环节，是国家综合实力的标志之一。
（2）智能仪器是知识创新和技术创新的前提和组成，是创新研究的主要内容和创新成就的表现形式之一。
（3）智能仪器是获取信息的源头技术。
总而言之，智能仪器是电子、计算机、材料科学、生物科学等学科先进技术的综合，是认识世界的工具，是国民经济的倍增器。
2.推动智能仪器发展的主要技术？（1）传感器技术。
（2）A/D等新器件的发展显著增强仪器的测量范围和功能。
（3）单片机和DSP的广泛应用。
（4）嵌入式和片上系统使智能仪器的设计提高到一个新的阶段。
（5）ASIC、FPGA/CPLD在智能仪器中的广泛应用。
（6）LabVIEW等图形化软件技术。
（7）通信及网络技术。
3.智能仪器有哪几种结构形式？从智能仪器目前的发展来看可以分为微机内嵌式和微机扩展式。
微机内嵌式智能仪器是将单片或多片微处理器与仪器有机结合在一起形成的单机，其中微处理器在里面起到控制和处理数据的作用，它的特点是专用或多功能化，小型化易于携带，干电池供电成本降低。
微机扩展式智能仪器是以个人计算机为核心的应用扩展型测量仪器。
它的优点是可以利用PC机的硬件，利用PC机的强大功能进行复杂的、快速的数据采集。
4.智能仪器的数据采集系统？数据采集系统是智能仪器中被测对象与微机之间的联系通道，它包括传感器、模拟信号调节电路、数据采集电路、微机系统。
传感器是将非电量转化为电量的器件。
模拟信号调节电路对小信号进行放大、滤波、信息化处理、温度补偿、去噪等。
数据采集电路是将模拟信号转化为数字信号。
微机系统是对数据采集系统进行控制和数据处理。
5.数据采集系统的基本结构形式及各自特点？按照数据采集电路是各路共用一个还是各用一个可以分为集中采集式和分散采集式。
集中采集式又可以分为分时采集型和同步采集型。
分时采集型存在时间偏斜误差，它对信号的采集是由多路转化开关分时切换轮流选通的，它的特点是多路信号公用一个采样保持器和A/D电路，简化了电路结构，降低了成本。
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。
智能仪器问答
1.1什么是智能仪器？其主要特点是什么？智能仪器是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能、VLSI等新兴技术与传统仪器仪表技术的结合。
随着专用集成电路、个人仪器、网络技术等相关技术的发展，智能仪器将会得到更加广泛的应用。
特点1)操作自动化2)自测功能3)数据分析和处理功能4)友好的人机对话功能5）可程控操作能力1.2内嵌式智能仪器基本结构2.1常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？并联比较型A/D转换器：优点：转换速度快。
缺点：随着输出位数的增加，所需器件数增加很快。
逐次逼近型A/D转换器：逐次逼近型A/D转换器的转换时间取决于输出数字位数n和时钟频率，位数越多，时钟频率越低，转换所需要的时间越长。
在输出相同位数的情况下，该转换方式的转换速度是除并联比较型外最快的一种，而且输出位数较多时电路规模较小，所以是目前集成A/D转换器产品中使用较为普遍的一种。
双积分式A/D转换器：双积分A/D在积分期间如果有干扰叠加到输入信号中，由于干扰一般是对称的，积分器的输出将取其平均值从而起到滤波的作用，提高了抗干扰能力，实际应用较广。
但是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速度较慢。
2.2A/D转换器主要的性能指标有哪些？在设计智能仪器的时候如何选择A/D转换器？1 A/D转换器的转换精度（1）分辨率和量化误差（2）转换误差2分项误差（1）偏移误差（2）满刻度误差（3）非线性误差3 A/D转换器的转换速度4满量程输入范围2.4模拟量输入通道有哪几种基本结构？是说明其特点和使用场合单通道结构和多通道结构1.单通道结构: 当被测信号只有一路时采用2.多通道结构: 分为并行结构和共享结构，当被测信号有多路时采用3.1D/A转换器有哪几类，其特点是什么？权电阻网络D/A转换器、倒T型电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器等3.2D/A转换器的主要技术指标有哪些？1、转换精度D/A转换器的转换精度（1）分辨率（2）转换误差增益误差（比例系数误差）漂移误差（平移误差）非线性误差（非线性度）2、转换速度3.7固态继电器有哪几类？各有什么特点？使用时应注意什么问题？固态继电器又分为：直流型固态继电器（DC-SSR）和交流型固态继电器（AC-SSR）。
智能仪器题库(37道)
智能仪器1、国家标准GB7665-87对传感器下的定义是能感受规定的被测量件并按照一定的规律换成（）的器件或装置，通常由（）和（）组成——[填空题]正确答案：可用信号丨敏感元件丨转换元件2、传感器的反应（），说明传感器的（）——[填空题]正确答案：速度快丨迟滞小3、传感器能感知的输入越小，说明（）——[填空题]正确答案：分辨率高4、随着人们对各项产品含量要求的不断提高，传感器也朝智能化方向发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是:（）——[填空题]正确答案：传感器+微处理器5、传感器按照其输出信号的形式分为（）——[填空题]正确答案：模拟式传感器、数字式传感器6、智能传感器的基本结构（）组成——[填空题]正确答案：传感器.微处理器及相关电路传感器7、微传感器敏感元件尺寸一般为（）微米之间——[填空题]正确答案：0.1-1008、铂热电阻的测温范围（）——[填空题]正确答案：－200℃－850℃9、用户需要根据自己所测（）来选择传感器。
——[填空题]正确答案：力的性质10、电容压力传感器属于（）电容式传感器——[填空题]正确答案：极距变化型11、（）常用于称重和测力领域——[填空题]正确答案：电阻应变式压力传感器12、半导体应变片受力时电阻值的变化主要是由于（）引起的——[填空题]正确答案：电阻率的相对变化量13、传感器的（）是各种误差综合反应是评价系统的优良程度。
——[填空题]正确答案：精度14、光电效应分为（）和（）两大类。
——[填空题]正确答案：外光电效应丨内光电效应15、（）一般用于光的测量，控制光电转换。
——[填空题]正确答案：光敏电阻16、光电传感器一般分为（）——[填空题]正确答案：对射型，回归反射型，扩散反射型17、机械位移传感器选用（）（）（）（）（）——[填空题]正确答案：精度丨温度漂移丨传感器工作环境丨工作寿命丨安装方式18、物位分为（）——[填空题]正确答案：物位丨液位丨料位丨界位19、电容式物位计（）各种（）的液位或分。
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
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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。
单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问（DMA）能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具备等多方面进行综合考虑
3-4分析法设计键值分析程序有什么优点？简述其设计步骤。
答：键盘分析程序的任务是对键盘的操作做出识别并调用相应的功能程序模块完成预订的任务。
直接分析法的优点是简明直观，缺点是命令和识别和处理程序的执行交错在一起，相互牵制。
层次不清楚，当采用多用键，复用次数较多时，这一矛盾尤其突出，用状态分析法可以克服这些缺点。
状态分析法步骤：1.用状态图准确表述按键操作序列的定义； 2.状态表；3.固化状态表；
4.键盘分析程序的设计
3-6 试比较七段LED显示器静态与动态多位数字显示系统的特点。
答：静态显示：每位显示都应有各自的锁存器、译码器（若采用软件译码，译码器可省去）与驱动器锁存器，用以锁存各自待显示数字的BCD码或段码。
每一次显示输出后保持显示不变，仅在待显示数字需要改变时，才更新其数字显示器中锁存的内容。
其优点是占用机时少，显示稳定可靠。
缺点是当显示的位数较多时，占用的 I/O 口较多。
动态显示：微处理器或控制器应定时地对各个显示器进行扫描，显示器件分时轮流工作，每次只以使用一个器件显示，但由于人的视觉暂留现象，仍感觉所有的器件都在同时显示。
优点是使用硬件少，占用 I/O 口少。
缺点是占用机时长，只要不执行显示程序，就立刻停止显示
4-1试述在GP—IB接口系统中控者、讲者和听者三类装置之间的相互关系。
它们各自的功能是什么？
答：讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置；听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置；控者是数据传输过程中的组织者和控制者。
在一个GP-IB系统中可设置多个讲者，但在某一时刻只能有一个讲者在起作用，听者可以设置多个，并且允许多个听者同时工作。
控者通常由计算机担任，GP-IB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。
4-2 GP-IB接口系统的基本特性有哪些？
答： 1.可以用一条总线相互连接，若干台装置，以组成一个自动测试系统；2.数据传输采用并行比特（位），串行字节（位组）双向异步传输方式，其最大传输速率不超过1兆字节每秒；3.总线上传输的消息采用负逻辑；4.地址容量；5.一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场
4-11 异步通信协议的数据结构如何，起始位和停止位有何作用？
答：异步通信协议规定每个数据以相同的位串形式传输，每个串行数据由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
起始位的作用是协调同步，接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备后续数据位信号。
停止位用于标志一个数据的传输完毕
5-4 为什么要进行量程转换？智能仪器怎样实现量程转换？
答：自动量程转换可以使仪器在很短的时间内自动选定在最合理的量程下，从而使仪器获得高精度的测量，并简化了操作。
自动量程转换由最大量程开始，逐级比较，直至选出最合适的量程为止。
量程的设定由 CPU 通过特定的输出端口送了量程控制代码实现，这些代码就是控制量程转换开关的控制信号，送出不同的控制代码就可以决定开关的不同组态，使电压表处于某一量程上
5-6 采用数字滤波算法克服随机误差具有哪些优点？
答：采用数字滤波算法克服随机误差的优点：（1）数字滤波只是一个计算过程，无需硬件，因此可靠性高，并且不存在阻抗匹配、特性波动、非一致性等问题。
模拟滤波器在频率很低时较难实现的问题，不会出现在数字滤波器的实现过程中。
（2）只要适当改变数字滤波程序有关参数，就能方便的改变滤波特性，因此数字滤波使用时方便灵活。
5-7什么是仪器的系统误差？智能仪器如何克服仪器的系统误差？
答：系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时按某种确定的规律而变化的误差。
修正方法：1.利用误差模型修正系统误差；
2.利用校正数据表修正系统误差；
3.通过曲线拟合来修正系统误差。
5-8简述智能仪器利用误差模型修正系统误差的方法和利用曲线拟合修正系统误差的方法。
答：利用误差模型：首先通过分析来建立系统的误差模型，再由误差模型求出误差修正公式。
误差修正公式一般含有若干误差因子，修正时，先通过校正技术把这些误差因子求出来，然后利用修正公式来修正测量结果，从而削弱了系统误差的影响。
采用曲线拟合对测量结果进行修正的方法是，首先定出f(x)的具体形式，然后再通过对实测值进行选定函数的数值计算，求出精确的测量结果。