智能仪器考试答案教学提纲

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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。

智能仪器课后习题答案

�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。�3�仪器是信息的源头技术
总之�科学仪器作为认识世界的工具�是国民经济的“倍增器”、科学研究的“先行官”、现代战争的“战斗力”、法庭审判的“物化法官”�其应用遍及“农轻重、陆海空、吃穿用”。 1-4 简述推动智能仪器发展的主要技术。P8
�2�红外线式触摸屏红外线式触摸屏以光束阻断技术为基础�不需要在原来的显示器表面覆盖任何材料�而是在显示屏幕四周安放一个光点距架框�在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管�一一对应形成横竖交叉的红外线组成的栅格。当有任何物体进入这个栅格的时候�就会挡住经过该位置的横竖两条红外线�在红外线探测器上会收到变化的信号�因而可以判断出触摸点在屏幕的位置�经由控制器将触摸的位置坐标传递给操作系统。
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. 采样保持器的作用是( )A. 提高系统的采样速率B. 保持系统的数据稳定C. 保证在A/D转换期间ADC前的模拟信号保持不变D. 使A/D 转换器前信号能跟上模拟信号的变化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。

智能仪器考试重点

智能化测量期中参考答案1、智能化测量控制仪表基本组成结构，并简述各个组成部分的功能？解：(1)、单片机(执行键盘输入的各种命令，处理输入各种信息)(2)、片外扩展存储器(扩展型仪表存储空间)(3)、键盘输入接口(置入各种命令)(4)、A/D转换接口(转换被测量的模拟信号)(5)、D/A转换接口(单片机根据经过D/A转换后成为能够完成某种抑制功能的模拟电压)(6)、打印机接口(打印键盘置入的各种命令)(7)、显示器接口(显示器通过CRT或LED/LCD进行输出显示)(8)、通信接口(通过GPIB或者RS-232接口总线与其它仪器仪表甚至计算机做远距离通信，以达到资源共享的目的)2、80C51单片机RAM存储的地址空间分配？解：80C51系列单片机的片外数据存储器RAM有64KB的寻址区，片内数据存储器RAM有256字节，其中00H~7FH地址空间是直接寻址区。

80H~FFH地址空间是特殊功能寄存器区，其中有21个特殊的功能寄存器。

3、设A=83H,R0=17H,(17H)=34H,若执行以下指令，则其执行结果A=？ANL A,#17H (“与”)ORL 17H,A (“或”)XRL A,@R0 (“异或”)CPL A (“取反”) 同则0 异则1解：4、简述非编码键盘：扫描按键识别法的工作原理。

解：非编码键盘大都采用按行、列排列的矩阵开关结构以此减少硬件和连线。

在接口电路中，输出锁存器的输出线分别与键盘的行线相连，列线电平信号经输入缓冲器送入单片机进行按键识别。

当输出锁存器的某一位为低电平时，位于该行的按键中若有一键被按下，则按下键的相应列线由于与行线短路而为低电平，否则为高电平。

这样，单片机就可以通过检查行线的输入电平和列线的输入电平来识别按键。

5、“软件陷阱”一般设在程序什么地方？解：一般安排在右侧四种地方：(1)未使用的中断向量区(2)、未使用的大片EPROM空间(3)、表格，即数据表格和散转表格(4)、程序区。

智能仪器原理及其应用相关复习题

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Ux 〈Uo ，则D （N-1)位置0。

D(N-1)位比较完毕后,在对下一位即D （N-2)位进行比较，控制电路使寄存器D （N-2)为1，其以下各位仍为0，然后再与上一次D(N-1)结果一起经过D/A 转换后再次送到比较器与Ux 相比较。

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。

智能仪器课后习题答案解析

智能仪器课后习题答案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。

智能仪器课后习题答案

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智能仪器复习提纲

第一章绪论什么是智能仪器：智能仪器是计算机与测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。

由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。

智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展。

1.1 智能仪器发展概况各个时期的发展：50年代：模拟式（指针式）仪器；60年代：数字式仪器；70年代：独立式智能仪器（简称称智能仪器）；80年代初：个人仪器（PC仪器）；80年代后期：虚拟仪器。

1.2智能仪器发展趋势1、微型化2、多功能化3、人工智能化4、网络化1.3 智能仪器的分类、组成和特点从发展应用的角度看，智能仪器分为微机内嵌式和微机扩展式两大类。

微机内嵌式：将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中，仪器包含一个或多个微机，属于嵌入式系统。

智能仪器由硬件和软件两大部分组成。

硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路等部分。

微处理器是仪器的核心；存储器包括程序存储器和数据存储器用来存储程序和数据；输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等，完成信号的滤波、放大、模数转换等；输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理器处理后的数字信号转换为模拟信号；人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁，操作者可通过键盘仪器发出控制指令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来；通信接口电路实现仪器与计算机或其它仪器的通信。

智能仪器的特点：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1.4智能仪器设计要求、原则及步骤智能仪器设计的基本要求：功能及技术指标要求、可靠性要求、便于操作和维护、仪器工艺结构与造型设计要求智能仪器的设计原则：1、从整体到局部(自顶向下)的原则2、较高的性能价格比原则3、开放式设计原则智能仪器的设计步骤：1、确定设计任务2、拟定总体设计方案3、方案实施：（1）根据仪器总体方案，确定仪器的核心部件：单片机、信号处理器（DSP）、可编程控制器（PLC）或微计算机（MPC）等（2）设计和调试仪器。

智能仪器复习提纲

第一章1.智能仪器主要特点2、智能仪器的发展趋势3、促进智能仪器发展的新技术第二章智能仪器中的微处理器一、根据系统对单片机的硬件资源要求进行选择，考虑的因素主要包括：第三章数据采集技术1.数据采集系统中选用放大器总的要求是什么？2.逐次逼近型A/D转换器的基本原理和主要特点。

3. 双积分式A/D转换器特点4.采样保持器原理5.常见的采样-保持电路，并说明其工作方式6.A/D转换器与微处理器相连应考虑的问题7.SSR应用中应注意的问题第四章1．画出数字量输出通道结构图，说明输出通道的特点。

2.画出DAC的总体结构图，说明DAC的主要技术特性第五章1.解释什么是串键以及处理串键的两种技术。

2无论键盘系统采用何种组织形式和工作方式，键盘的处理都应包含以下内容：3键盘的组织和工作方式4.led静态显示方式5.led动态显示方式6.在进行LED动态显示控制时,要遵循的规则有第六章1.解释usb数据流的四种基本数据传送类型。

2. 画出单向数字通信系统的结构图，并解释各模块的主要功能。

3解释数字调制技术及调制方法的分类4解释奇偶校验码第七章1.软件陷阱一般安排在什么地方。

2.接地设计应注意的方面？3.解释电源干扰的三种类型。

4.RAM的自检5.显示装置的检查6.干扰的来源与特点7.静电耦合：8.磁场耦合9.双绞线的抗干扰原理及其使用10.金属屏蔽线的抗干扰原理及使用11.抑制扁平电缆的窜扰的措施12.影响智能仪器可靠性的外因是指智能仪器所处工作环境中的外部设备或空间条件导致系统运行的不可靠因素13.时间冗余技术14.指令冗余技术15.看门狗”技术第八章1.列出智能仪器中常用的四种线性结构并作简要说明。

2.解释链表的链式结构编程计算分析P29 通用放大器计算P51程序P80 程序P97 程序P109程序锯齿波发生器阶梯波发生器正弦波发生器P191程序P193程序P196程序P197程序P198程序。

智能仪器期末试题及答案

期末复习资料学院：__________________ 电气信息学院 ____________ 专业：________________ 测控技术与仪器_____________ 课程名称：________________ 智能仪器 ________________ 考试日期：_____________ 205年6月27日 ____________《智能仪器》复习参考题及答案一、填空题1.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（多）点接地，低频电路应选择（单）点接地。

2.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）式键盘，若系统需要4个按键，应采用（独立式）键盘结构。

大于8 个时采用矩阵式键盘3.智能仪器的显示器件常用（LED ）数码管或液晶显示器，其中（LED数码管）更适合用于电池供电的便携式智能仪器。

4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、（放大器）、滤波器、（采样保持器）和A/D转换器等几个主要部分所组成。

5.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即（干扰源）、（传输或耦合的通道）和对干扰敏感的接收电路。

6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（传导）耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和（电磁）耦合。

7. 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（+5 〜+15 ） V,逻辑“1”为（-5 〜-15 ） V。

8.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。

9.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。

10.双积分型A/D转换器的技术特点是：转换速度（较慢），抗干扰能力（强）。

11.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）、（校正数据表）或通过曲线拟合来修正系统误差。

12.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。

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