测控技术与仪器复习题
测控技术与仪器复习
题
Revised on November 25, 2020
1.数字信号的特点是：在时间上（离散的）幅值上（离散的）
2.开关量输入主要是由（输入缓冲器）（输入调理电路）（输入地址译码电路）等组成的。输出（输出锁存器，输出驱动电路，输出口地址译码电路，）
3.常见的单元电路之间的信号耦合方式有4种（直接耦合）（阻容耦合）（变压器耦合）（光电耦合器）
4.量程自动切换是实现自动测量的重要组成部分，它使测量过程自动迅速地选择在（最佳量程上），这样既能防止（数据溢出）和（系统过载），又能防止（读数精度损失）
5.克服积分饱和的方法有（积分分离法）（积分限幅法）（变速积分法）
6.根据噪声进入系统电路的存在模式可将噪声分为两种形态，即（差摸噪声）和（共模噪声）
7.软件冗余技术有（指令冗余技术）和（时间冗余技术）
8.模拟输入通道的三个组成部分为：（信号调理电路）、（传感器）、（数据采集电路）
9.如果被采样频谱中含有高于（fs/2）的频率分量，且信号幅度（不变）时，采用一个（低通）滤波器，滤除此频率分量，称为去混淆滤波器或去假滤波器。
10.采集电路的结构类型有（每个通道具有独立的S/H和A/D的采集系统）、（多通道分时共享S/H和A/D的采集系统）、（多通道共享A /D的数据采集系统）分别适用于（高速数据采集和同步性要求较高的场合、缓慢信号的测量、。）
11.通过微机处理所采集的数据，求出被测量的“真值”，此处理过程称为“校正”，对于非线性校正的方法有：（查表法）（插值法）（拟合法）
12.常用的数字滤波算法有（限幅滤波和中位值滤波）（复合滤波）（复合滤波）（平均滤波）
13.在接地技术中，当频率（小于1MHz）时，使用一点接地方式，当频率（大于10MHz）时应使用多点接地，当频率（1~10MHz）时，如用一点接地时，地线长度不得超过波长的（1/20），否则应采用多点接地。
1.对于一个实际的线性测试系统由于温度变化和元器件老化存在零位误差和灵敏度误差，什么是“零位误差”什么是“灵敏度误差”
2.简述数字滤波有什么优点（与硬件滤波相比较）
所谓数字滤波，即通过一定的计算程序，对采集的数据进行某种处理，从而消除或减弱干扰噪声的影响，提高测量的可靠性和精度。
采用数字滤波具有如下优点：①节约硬件成本；②可靠稳定；③功能强；④方便灵活；⑤不会丢失原始数据。
3.印刷电路板抗干扰措施有哪些
1.合理布置印制电路板上的器件
2.合理分配印刷电路板插脚
3.印刷电路板合理布线
4.电源线的布置
5.印刷电路板的接地线设计
6.印刷电路板的屏蔽
7.去耦电容的配置
4.何为积分饱和克服积分饱和的方法有哪些
答：积分作用虽能消除控制系统的静差，但它也有一个副作用，即会引起积分饱和。在偏差始终存在的情况下，造成积分过量。当偏差方向改变后，需经过
一段时间后，输出u(n)才脱离饱和区。这样就造成调节滞后，使系统出现明显的超调，恶化调节品质。这种由积分项引起的过积分作用称为积分饱和现象。克服积分饱和的方法：1、积分限幅法
积分限幅法的基本思想是当积分项输出达到输出限幅值时，即停止积分项的计算，这时积分项的输出取上一时刻的积；2、积分分离法
积分分离法的基本思想是在偏差大时不进行积分，仅当偏差的绝对值小于一预定的门限值ε时才进行积分累积。这样既防止了偏差大时有过大的控制量，也避免了过积分现象；
3、变速积分法
变速积分法的基本思想是在偏差较大时积分慢一些，而在偏差较小时积分快一些，以尽快消除静差。
5.系统接地设计中的两个基本要求是什么
接地设计的两个基本要求是：①消除各电路电流流经一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压②避免形成接地环路，引进共模干扰
6.测控系统中地线有几种
计算题
1.试导出一阶高通数字滤波的差分方程
2.什么是标度变换
将对应参数值的大小转换成能直接显示有量纲的被测工程量数值，也称为工程转换
问答题
1.模拟输入通道有哪几种类型各有什么特点
模拟输出通道主要由输出数据寄存器、D/A转换器和调理电路三部分组成。
微机化测控系统的模拟信号输出通道的基本结构按信号输出路数来分，有单通道输出和多通道输出两大类。多通道输出有以下三种：
一、数据保持分时转换结构
特点：每个通道配置一个输入寄存器和一个D/A转换器，
微机将数据Dij分时选通至第i路输入寄存器，第i路D/A立即对Dij进行数模转换。缺点：各通道输出的模拟信号存在时间偏斜，因此不适合于要求多参量同步控制执
行机构的系统。
二、数据保持同步转换结构
特点：每个通道配置两个寄存器R1、R2和一个D/A转换器，
微机将数据Dij分时选通至第i路寄存器R1，然后同时将各路数据Dij从R1传送到R2，各路D/A同时对Dij进行数模转换。优点：各通道输出的模拟信号不存在时间偏斜，因此适合于要求多参量同步控制执
行机构的系统。
三、模拟保持分时转换结构
特点：各个通道共用一个寄存器和一个D/A转换器，各用一个S/H。
微机在输出第i路数据给D/A进行D/A转换的同时，也控制第i路S/H进行采样，其他路S/H都处于保持状态。
2.多路测试系统在什么情况下会出现串音怎样减少和消除
在多通道数字测试系统中，MUX常被用作多选一开关或多路采样开关。每当某一道开关接通时，其它各道开关全都是关断的。理想情况下，负载上只应出现
被接通的那一道信号，其它被关断的各路信号都不应出现在负载上。然而实际情况并非如此，其它被关断的信号也会出现在负载上，对本来是惟一被接通的信号形成干扰，这种干扰称为道间串音干扰，简称串音。
为减小串音干扰，应采取如下措施：
①减小Ri,为此前级应采用电压跟随器；②选用Ron极小、Roff极大的开关管；
③减少输出端并联的开关数N。若N=1，则VN=0④选用寄生电容小的MUX。
3.前置放大器为何设置在调理电路的最前端
放大器一般都是多级使用的，而的主要作用将输入的小信号进行放大，之后再由功放进行进一步的放大。由于仅仅只放大了有用的小信号，能够将电路上的一些噪声信号滤掉，从而减少了后级电路对噪声的进一步放大。
4.画出位置型PID算法的程序流程图
5.画出增量型PID算法流程图
6.直流/交流固态继电器（SSR）的内部结构和工作原理
7.什么是“共地”什么叫“浮地”各有何优缺点
如果系统地与大地绝缘，则该系统称为浮地系统。浮地系统的系统地不一定是零电位。如果把系统地与大地相连，则该系统称为共地系统，共地系统的系统地与大地电位相同。常用的工业电子控制装置宜采用共地系统，它有利于信号线的屏蔽处理，机壳接地可以免除操作人员的触电危险。如采用浮地系统，要么使机壳与大地完全绝缘，要么使系统地不接机壳。
8.PID参数整定方法有哪些确定采样周期的主要依据是什么
（1.给定值的变化频率2.被控对象的特性3.使用的算式和执行机构的类型4.控制的回路数）
PID参数整定方法：
理论计算法――依赖被控对象准确的数学模型（一般较难做到）工程整定法――不依赖被控对象准确的数学模型，直接在控制系统中进行现场整定（简单易行）
（1、扩充临界比例度法）――适用于有自平衡特性的被控对象整定数字调节器参数的步骤是：-------（3.归一参数整定发）
(1)选择采样周期为被控对象纯滞后时间的十分之一以下。
(2)去掉积分作用和微分作用，逐渐增大比例度系数Kp直至系统对阶跃输入的响应达到临界振荡状态(稳定边缘)，记下此时的临界比例系数Kk及系统的临界振荡周期Tk。
9.说明软件抗干扰技术有哪些