《智能仪器》复习题及答案
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。
智能仪器期末试题及答案
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）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。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）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。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、总线和接插件等的检查。
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。
智能仪器期末试题及答案 (2)
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。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）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。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
《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解：（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。
智能仪器期末试题及答案
智能仪器期末试题及答案TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】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）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。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）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。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
《智能仪器》复习题及答案
《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。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）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。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、总线和接插件等的检查。
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;23、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;7、与硬件滤波器相比,采用软件滤波器有何优点软件滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便与集成等优点;可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的8、叙述提高智能仪器软件可靠性的方法;1可靠的程序设计方法：包括递归程序设计和结构化程序设计法等技术;2程序验证技术：包括程序正确性证明、程序的自动证明和程序检测技术;3提高软件设计人员的素质4消除干扰：有平滑滤波、脉冲宽度识别、设置软件陷阱等方法;5增加试运行时间;9、智能仪器的设计原则是什么从整体到局部的设计原则；软件、硬件协调原则；开放式与组合化设计原则10、常用的数字滤波算法有哪些说明各种滤波算法的特点和使用场合;1消除脉冲干扰的数字滤波法；为了消除由于仪器外部环境因素的突然变化或仪器仪器内部不稳定引起的尖脉冲干扰2抑制小幅度高频噪声的平均滤波法；在多数情况下被认为是白噪声,具有数学期望为零及各态偏历性的特点3复合滤波法；先用中值滤波算法滤除采样值中的脉冲干扰,然后把剩余的各个采样值进行算术平均4模拟滤波器数字化滤波法；一种以数字形式通过算法,实现RC滤法的方法,消除干扰；在滤波常数要求大的场合更为实用5自相关滤波法；在强噪声中检测微弱信号；测试领域11、某8位DAC,其输出电压为0～5V,当CPU输出10H、68H时,此DAC输出的模拟电压值对应是多少12、什么是串模干扰抑制串模干扰的方法有哪些1串模干扰是指串联于信号源回路之中的干扰,也称横向干扰或正态干扰;2用双绞线或同轴电缆作信号线；用滤波器抑制串模干扰13、什么是共模干扰抑制共模干扰的方法有哪些1共模干扰是指智能仪器的两个输入端上共有的干扰电压,也称纵向干扰或共态干扰2变压器或光电耦合器隔离；浮地屏蔽14、设计一个由 51系列单片机控制的程控放大器增益的接口电路;已知输入信号小于10mV ,要求当输入信号小于 1mV 时,增益为 1000 ,而输入信号每增加 1mV 时,其增益自动减少一倍,直到 100mV 为止;15、如何对智能仪器进行硬件和软件调试硬件调试：集成电路器件未插入电路板之前,必须仔细检查线路连接是否正确;重点检查系统总线是否存在相互之间短路或与其他信号线短路,特别要防止电源短路;确定电路连线无误后,再插入芯片,接通电源,并用电压表检查各集成电路芯片插座上的电压值和极性是否正确;电路系统接通后,可用示波器检查时钟信号、脉冲信号及噪声电平;还可以用电压表测量元件的工作状态,用逻辑测试笔测试逻辑电平等;如果发现异常,应重新检查线路,直至符合要求为止;软件调试：在开发软件的支持下,通过指令模拟,可以方便的进行编程,单步运行、设置断点运行,修改程序等软件调试工作;调试过程中的运行状态、各寄存器状态、端口状态都可以在crt指定的窗口区域显示出来,以确定程序运行有无错误;16、网络化仪器的C/S和 B/S组建模式有什么不同1c/s模式是集散测控系统经常采用的一种结构;它一般由多个客户端来采集数据,而系统中有一个服务器充当数据库的角色,客户端通过通信协议把测试数据写入远程服务器数据库;这种结构的客户端主要实现测量数据的采集功能,服务器汇总数据并可实现数据分析等功能;设计人员需要分别设计服务器和客户端的程序;2b/s模式是一种瘦客户模式,一般由客户机、服务器以及和服务相连的远程测控设备组成;系统中,服务器不是接受来自客户机的测量数据,客户端一般通过浏览器就可以观测和保存这些数据;设计人员的主要工作是进行服务器客户端程序的开发,不存在客户机端程序的开发和保护;17、独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有什么特点1独立式键盘结构的特点是一键一线,即一个按键单独使用一根检测线与主机输入三态缓冲器连接;2矩阵式键盘结构的特点是把检测线分为两组,一组为行线,另一组为列线,按键置于行线与列线的交叉处;3交互式键盘结构的特点是,任意两检测线之间均可放置一个按键,但要求每一条检测线必须是具有位控功能的双向I/O端口线;18、数字低通滤波比模拟低通滤波有什么优点模拟低通滤波器,如一阶惯性RC滤波器,能有效地滤除高频干扰和周期性低频干扰;当用它来抑制周期性低频干扰时,要求滤波器有大的时间常数和高精度的RC网络;时间常数越大,要求R值越大,其漏电流也随之增大,从而使RC网络误差增大,降低了滤波效果;为此,可以采用数字低通滤波算法来消除干扰,数字低通滤波是一种以数字形式通过算法,实现RC滤法的方法;它能很好地克服上述模拟滤波器的缺点,在滤波常数要求大的场合,此法更为实用19、智能仪器的研制步骤有哪些1确定设计任务,并拟定设计方案2硬件和软件设计3系统调试及性能测试20、对参与设计的单片机项目进行总结,包括项目名称、本人所做的工作、结果和遇到的问题、有何收获等;项目名称：应用80c51单片机控制ADC0809,构成一个8通道自动巡回检测系统1、什么是智能仪器它有什么特点以微处理器为核心,将计算机技术与测量仪器相结合的仪器.拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定的智能作用;测量范围宽、精度高、稳定性好;智能仪器一般均配有GP-IB或RS-232C、RS-485等通信接口,可跟另外的智能仪器组成智能仪器系统;2、按智能仪器的结构可将智能仪器分为哪两类微机内嵌内藏式微机扩展式3、什么叫做微机内嵌式智能仪器什么叫做微机扩展式智能仪器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;利用微机强大的功能完成信号调理、A/D转换、数字处理、数据存储、显示、打印、通信等各项任务;将原智能仪器中测量部分配以相应的接口电路制成各种仪器卡,插入到PC机的总线插槽或扩展槽内,而原有智能仪器所需的键盘、显示器以及存储卡等均能借助于PC机资源也就是利用微机的硬件、软件资源完成数据分析和显示给使用者的感觉是一个微机系统;4、什么叫做个人仪器其组成方式怎样个人仪器Personal Computer Instrumen t,PCI亦称PC仪器,是以个人计算机为基础的仪器,其组成方法是,将原独立式智能仪器中的测量部分制作成仪器卡,插入PC的总线插槽,而原独立式智能仪器所需的键盘、显示器及存储器等均借助于PC的资源;5、什么是虚拟仪器它能实现什么功能虚拟仪器是指在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一种计算机仪器系统;虚拟仪器的三大功能为数据采集、数据分析处理、显示结果6、虚拟仪器的三大功能模块分别是什么计算机、仪器模块和软件7、LabVIEW的基本程序单位是什么它包括哪几部分8、什么是网络化仪器在智能仪器中将TCP/IP协议等作为一种嵌入式应用,使测量过程中的控制指令和测量数据以TCP/IP方式传送,使智能仪器可以接入Internet,构成分布式远程测控系统;9、网络化仪器的体系结构包括什么网络化仪器包括基于计算机总线技术的分布式测控仪器、基于Internet/Intranet的虚拟仪器、嵌入式Internet的网络化仪器、基于IEEE1451标准的智能传感系统以及基于无线通讯网络的网络化仪器系统等;10、网络化仪器中测量仪器接入网络的方法有哪两种1用计算机做服务器2专用接口转换装置做服务器11、智能仪器的数据采集系统包括哪几部分12、按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个,多路模拟输入通道可分为哪两大类型集中采集式和分散采集式两大类型13、分时集中采集的缺点是什么怎样克服这样的缺点多路开关分时切换,轮流选通,相邻两路信号在时间上是依次被采集,不能获得同一时刻的数据,会产生时间偏斜误差;尽管这种时间偏差很短,但也不能满足同步采集测试的需要;同步采集14、在智能仪器的数据采集通道中放大器为什么要前置前置放大器的放大倍数应该如何选择多数传感器输出信号都比较小,必须选用前置放大器进行放大;为使小信号不被后续电路的噪声所淹没,在后续电路前端必须加入放大倍数K0>1的放大器,而且加入的放大器必须是低噪声的,即该放大器本身的等效输入噪声必须比其后级电路的等效输入噪声低;15、仪用放大器的特点是什么适用于什么样的场合1.优点：高共模抑制比、高增益、低噪声和高输入阻抗;2.适用场合：传感器输出信号较弱,且其中包括工频、静电和电磁耦合等共模干扰;16、如何提高程控增益放大器的放大倍数程控增益放大器与普通放大器的差别在于反馈电阻网络可变,且受控于控制接口的输出信号;不同的控制信号,将产生不同的反馈系数,从而改变放大器的闭环增益;17、什么是隔离放大器它主要的三种耦合方式是什么隔离放大器是一种将输入、输出及电源在电流和电阻上进行隔离,使之没有直接耦合的测量放大器;变压器耦合、光耦合和电容耦合18、如何用两片CD4051组成16路的开关通道19、在智能仪器的数据采集通道中为什么要利用采样保持电路模拟信号进行A/D转换时,从启动转换到转换结束输出数字量,需要一定的转换时间;在这个转换时间内,模拟信号要基本保持不变;否则转换精度没有保证,特别当输入信号频率较高时,会造成很大的转换误差;要防止这种误差的产生,必须在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住,而在A／D转换结束后又能跟踪输入信号的变化;能完成这种功能的器件叫采样／保持器;采样／保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”;20、结合采样保持器电路图说明采样保持器工作原理开关S导通,输入模拟信号Vi对保持电容CH充电,当VL=1的持续时间tw远远大于电容CH的充电时间常数时,在tw时间内,CH上的电压Vc跟随输入电压Vi的变化,使输出电压Vo=Vc=-Vi,这段时间为采样时间;开关S断开,由于运算放大器的输入阻抗很高,存储在上CH的电荷不会泄露,CH上的电压Vc保持不变,使输出电压Vo能保持采样结束瞬时的电压值,这段时间为保持时间;21、简述AD转换器的主要性能指标按工作原理划分,A/D转换器分为哪几类分辨率转换时间转换误差转换速度满刻度范围22、A／D转换器与微处理器连接方式以及智能仪器要求的不同,实现A／D转换软件的控制方式主要有哪几种23、说明双积分Ａ／D转换器的工作原理双积分式A／D转换器又称双斜式A/D转换器,其转换过程在逻辑控制电路的控制下按以下三个阶段进行;1．预备阶段2．定时积分阶段T13．定值积分阶段T224、在智能仪器设计中,一般根据哪两项要求来选择A/D转换器位数应根据对采集电路转换范围与转换精度两方面的要求选择A/D转换器的位数25、设计AD574与80C51单片机的接口电路,要求采用中断方式控制AD转换,画出接口电路图;26、设计一个数据采集系统,具体要求为8路模拟量输入交变信号,f=100Hz,电压范围为0～10V,转换时间小于50μs,分辨率5mV满量程的%,通道误差小于%;ADC的选择：选择12位A/D转换器AD574,其转换时间为25μs,分辨率为满量程的%,转换误差为%,输入信号范围为0～10V或0～20V,均满足设计要求;多路模拟开关：选择8路模拟开关CD4051,开关漏电流约为,当信号源内阻为10kΩ时,误差电压是μV,可忽略不计;开关接通电阻约为200Ω,由于采样保持器的输入电阻一般在10MΩ以上,因此当最大电压为10V时,开关电阻上的压降仅为,也可忽略不计;27、什么是软测量技术软测量技术一般是根据某种最优准则,通过选择一些容易测量且与主导变量密切联系的二次变量辅助变量来预测主导变量,它所建立的软测量模型可以完成一些实际硬件检测仪器所不能完成的测量任务;28、智能仪器输出通道的信号种类分为几种,分别为什么模拟量输出信号开关量输出信号数字量输出信号29、模拟量输出通道的组成及结构形式D/A转换多路模拟开关采样保持一个通路设置一个D/A转换器多个通路共用一个D/A转换器30、D/A转换器的工作原理权电阻31、在DA转换器中通常用哪两项来描述转换精度,分别描述这两个性能指标在D/A转换器中通常用分辨率和转换误差来描述转换精度;分辨率是指输入数字量最低有效位为1时,对应输出可分辩的电压变化量△V与最大输出电压Vm 之比转换器中各元件参数的偏差,基准电压的波动,和运放的零点漂移都可以影响D/A的转换精度;32、DA转换器的输入输出形式分为哪几种D/A转换器的数字量输入端有3种情况：不含数据锁存器；含单个数据锁存器；含双数据锁存器;对于D/A转换器的输出,则又有单极性和双极性之分,以及某些场合下的偏置输出方式;33、画出DAC0832单极性和双极性输出电路示意图,并分析两种极性的输入和输出关系34、DAC0832的工作方式有哪几种每种方式如何实现双缓冲：由于DAC0832芯片中有两个数据寄存器,可以通过控制信号将数据先锁存在输入锁存器中,当需要D/A转换时,再将锁存器中锁存的数据信号装入DAC 寄存器并进行D/A 转换,从而达到两极缓冲工作方式;直通型：如果使两个寄存器都处于常通状态,这时两个寄存器的输出跟随数字输入变化而变化,D/A 转换器的输出也同时跟着变化,这种情况应用于连续反馈过程控制系统35、继电器的作用是什么继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统又称输入回路和被又称输出回路,通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“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;36、电磁继电器的工作原理是什么当输出回路包含感性负载是为什么要加续流二极管只要在线圈两端加上一定的电压,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常开触点吸合;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返回原来的位置,使动触点与原来的静触点常闭触点吸合;这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的;当输出回路包含有感性负载导通电流较大时,在触点断开的瞬间有可能在触点间造成高压电弧,以至于烧坏触点或降低触点寿命;为防止这种情况,如果负载电源是直流的,可以在触点间并联续流二极管；如果负载电源是交流的,可以在触点间并联压敏电阻;37、光电耦合器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,流过发光二极管发光,光敏三极管因光信号作用而饱和导通,。
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..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2-1. 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技术指标有什么区别和联系..答：A/D转换器技术指标：1.分辨率与量化误差；2.转换精度；3.转换速度；4.满刻度范围.. D/A转换器技术指标：1.分辨；2.转换精度；3.转换时间；4尖峰误差..分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标;转换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..2-2.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答：逐次比较式A/D转换器转换时间与转换精度比较适中;适用与一般场合..积分式A/D转换器的核心部件是积分器;速度较慢;但抗干扰性能力强;适用于在数字电压表类仪器中采用.. 并行比较式A/D转换器;转换速率可以达到很高;但抗干扰能力差;由于工艺限制;其分辨率一般不高于8位..适用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器2-9数据采集系统主要由哪几部分组成;每部分主要功能是什么答：数据采集系统把多路开关、模拟放大器、采样/保持器、A/D转换器、控制逻辑以及微处理器系统的接口电路等都集成在一块芯片中;构成数据采集集成电路3-1. 独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有特点分别适合于什么场合答：独立式键盘：一键一线;即每一按键单独占用一根检测线与主机相连..优点是键盘结构简单;各测试线相互独立;按键识别容易..缺点是占用较多的检测经;不便于组成大型键盘..矩阵式键盘：把检测线分别分成两组;一组为行线;另一组为列线;按键放大行线和列线的交叉点上..当需要的按键数大于 8 时;一般采用矩阵式键盘..交互式键盘：任意两检测线之间均可以放置一个按键..其所占用的检测线比矩阵式还要少;但是这种键盘所使用的检测线必须具有位控功能的双向 I/O 端口线..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4-4 GP-IB接口总线共有哪几条信号线它们各自的作用是什么答：总线是一条24芯电缆;其中16条为信号线;其余为地线及屏蔽线..16条信号线分为：1.8条双向数据总线DIO1~DIO8;其作用是传递仪器消息和大部分接口消息;包括数据、命令和地址；2.3条数据挂钩联络线DA V、 NRFD和NDAC;其作用是控制数据总线的时序;以保证数据总线能正确、有节奏的传递信息；3.5条接口管理控制线ATN、IFC、REN、EOI和SRQ 其作用是控制GP-IB总线接口的状态4-6. GP-IB标准规定应有哪几种功能一台智能仪器是否必须同时具备这些功能答：GP-IB的十种接口功能：控者功能C、讲者功能T、听者功能L、源挂钩功能SH、受者挂钩功能AH、服务请求功能SR、并行点名功能PP、远控本控功能R/L、装置触发功能DT 和装置清楚功能DC..5-1.什么是算法什么是测量算法测量算法应包括哪些主要内容答：算法即计算方法;是为了使计算机获得某种特定的计算结果而制定的一套详细的计算方法和步骤;一般表现为数学公式或操作流程..测量算法则是指直接与测量技术有关的算法..测量算法包括自检、自动检测、克服系统误差的校正和克服随机误差的滤波处理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fx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..5-9. 与硬件滤波器相比;数字滤波器具有哪些优点答：数字滤波具有硬件滤波器的功效;却不需要硬件开销;从而降低了成本;由于软件的灵活性;还能产生硬件滤波器达不到的功效..不足之处就是需要占用机时..5-10. 常用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..答：常用的数字滤波方法有：中值滤波、平均滤波程序、低通数字滤波..中值滤波对去掉脉冲性质的干扰比较有效;并且采样次数N越大;滤波效果愈强;对于变化较为剧烈的参数;不宜采用；平均滤波对滤除混杂在被测信号上的随机干扰非常有效；低通数字滤波对滤除变化非常缓慢的被测信号中的干扰是很有效的..5-11 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答：平均值滤算法：对被测参数连续采样 N 次;取其平均值.. 中值滤波算法：对被测参数连续采样 NN 一般是奇数;然后将这些采样值进行排序并选中间值..去极值平均滤波算法：对被测测数连续采样 N 次;去掉一个最大值;去掉一个最小值;再求余下 N-2 个采样值的平均值10-1个人仪器系统的发展分哪几个阶段每个阶段各有什么特点答：分三个阶段..内插件式个人仪器及系统..优点是结构简单、使用方便;成本低..缺点是难以满足重载仪器对电流和散热的要求；机内干扰较严重；各仪器卡之间不能直接通信;模拟信号也无法经总线传递模块式个人仪器及系统..特点是独立的机箱和独立的电源系统;使仪器避开了微型计算机的噪声环境；设计了专门的仪器总线PC—IB;组成仪器系统很方便；更换系统中与微型计算机配合的接口卡;可适应多种个人计算机；系统中的仪器模块和接口电路也使用了微处理器;因而HO6000系统是一种功能强大的多CPU的分布系统..VXI总线仪器系统..特点是为模块电子仪器提供了一个开放结构;从而使所有仪器厂家提供的各种仪器可以在同一主机箱内运行..A/D转换实验OUTBIT EQU 0E101H ; 位控制口CLK164 EQU 0E102H ; 段控制口 DAT164 EQU 0E102H ; 段控制口 IN EQU 0E103H ; 键盘读入口LEDBUF EQU 40H ; 显示缓冲ORG 0000HMOV SP;#60HMOV DPTR;#0E100H ;8155初始化MOV A;#03HMOVX @DPTR;AMOV 40H;#00H ;显示缓冲器初始化MOV 41H;#08HMOV 42H;#00HMOV 43H;#09HMOV 44H;#00HMOV 45H;#00HLOOP1: MOV R7;#40VI: LCALL DISPLAYDJNZ R7;VIMOV A;#00HMOV DPTR;#0A000H ;0809AD的通道开始转换吗MOVX @DPTR;AMOV R7;#0FHLOOP2: DJNZ R7;LOOP2MOVX A;@DPTRMOV R0;#45H ;拆字LCALL PTDSSJMP LOOP1PTDS: MOV R1;ALCALL PTDS1MOV A;R1SWAP APTDS1: ANL A;#0FHMOV @R0;ADEC R0RETDELAY:MOV R7; #0 ; 延时子程序DELAYLOOP:DJNZ R7; DELAYLOOPDJNZ R6; DELAYLOOPRETDISPLAY:SETB 0D3HMOV R0; #LEDBUFMOV R1; #6 ; 共6个八段管MOV R2; #00100000B ;从左显示LOOP:MOV DPTR; #OUTBITMOV A; #00HMOVX @DPTR; A ; 关所有八段管MOV A; @R0MOV DPTR;#LEDMAPMOVC A;@A+DPTRMOV B; #8 ; 送164DLP:RLC AMOV R3; AMOV ACC.0; CANL A;#0FDHMOV DPTR; #DAT164MOVX @DPTR; AMOV DPTR; #CLK164ORL A;#02HMOVX @DPTR; AANL A;#0FDHMOVX @DPTR; AMOV A; R3DJNZ B; DLPMOV DPTR; #OUTBITMOV A; R2MOVX @DPTR; A ; 显示一位八段管MOV R6; #1CALL DELAYMOV A; R2 ; 显示下一位RR AMOV R2; AINC R0DJNZ R1; LOOPMOV DPTR; #OUTBITMOV A; #0MOVX @DPTR; ACLR 0D3H ; 关所有八段管RETLEDMAP: ; 八段管显示码DB 3FH; 06H; 5BH; 4FH; 66H; 6DH; 7DH; 07H DB 7FH; 6FH; 77H; 7CH; 39H; 5EH; 79H; 71H END画图题简答题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..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2-1. 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技术指标有什么区别和联系..答：A/D转换器技术指标：1.分辨率与量化误差；2.转换精度；3.转换速度；4.满刻度范围.. D/A转换器技术指标：1.分辨；2.转换精度；3.转换时间；4尖峰误差..分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标;转换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..2-2.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答：逐次比较式A/D转换器转换时间与转换精度比较适中;适用与一般场合..积分式A/D转换器的核心部件是积分器;速度较慢;但抗干扰性能力强;适用于在数字电压表类仪器中采用.. 并行比较式A/D转换器;转换速率可以达到很高;但抗干扰能力差;由于工艺限制;其分辨率一般不高于8位..适用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器2-9数据采集系统主要由哪几部分组成;每部分主要功能是什么答：数据采集系统把多路开关、模拟放大器、采样/保持器、A/D转换器、控制逻辑以及微处理器系统的接口电路等都集成在一块芯片中;构成数据采集集成电路3-1. 独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有特点分别适合于什么场合答：独立式键盘：一键一线;即每一按键单独占用一根检测线与主机相连..优点是键盘结构简单;各测试线相互独立;按键识别容易..缺点是占用较多的检测经;不便于组成大型键盘..矩阵式键盘：把检测线分别分成两组;一组为行线;另一组为列线;按键放大行线和列线的交叉点上..当需要的按键数大于 8 时;一般采用矩阵式键盘..交互式键盘：任意两检测线之间均可以放置一个按键..其所占用的检测线比矩阵式还要少;但是这种键盘所使用的检测线必须具有位控功能的双向 I/O 端口线..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4-4 GP-IB接口总线共有哪几条信号线它们各自的作用是什么答：总线是一条24芯电缆;其中16条为信号线;其余为地线及屏蔽线..16条信号线分为：1.8条双向数据总线DIO1~DIO8;其作用是传递仪器消息和大部分接口消息;包括数据、命令和地址；2.3条数据挂钩联络线DA V、 NRFD和NDAC;其作用是控制数据总线的时序;以保证数据总线能正确、有节奏的传递信息；3.5条接口管理控制线ATN、IFC、REN、EOI和SRQ 其作用是控制GP-IB总线接口的状态4-6. GP-IB标准规定应有哪几种功能一台智能仪器是否必须同时具备这些功能答：GP-IB的十种接口功能：控者功能C、讲者功能T、听者功能L、源挂钩功能SH、受者挂钩功能AH、服务请求功能SR、并行点名功能PP、远控本控功能R/L、装置触发功能DT 和装置清楚功能DC..5-1.什么是算法什么是测量算法测量算法应包括哪些主要内容答：算法即计算方法;是为了使计算机获得某种特定的计算结果而制定的一套详细的计算方法和步骤;一般表现为数学公式或操作流程..测量算法则是指直接与测量技术有关的算法..测量算法包括自检、自动检测、克服系统误差的校正和克服随机误差的滤波处理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fx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..5-9. 与硬件滤波器相比;数字滤波器具有哪些优点答：数字滤波具有硬件滤波器的功效;却不需要硬件开销;从而降低了成本;由于软件的灵活性;还能产生硬件滤波器达不到的功效..不足之处就是需要占用机时..5-10. 常用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..答：常用的数字滤波方法有：中值滤波、平均滤波程序、低通数字滤波..中值滤波对去掉脉冲性质的干扰比较有效;并且采样次数N越大;滤波效果愈强;对于变化较为剧烈的参数;不宜采用；平均滤波对滤除混杂在被测信号上的随机干扰非常有效；低通数字滤波对滤除变化非常缓慢的被测信号中的干扰是很有效的..5-11 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答：平均值滤算法：对被测参数连续采样 N 次;取其平均值.. 中值滤波算法：对被测参数连续采样 NN 一般是奇数;然后将这些采样值进行排序并选中间值..去极值平均滤波算法：对被测测数连续采样 N 次;去掉一个最大值;去掉一个最小值;再求余下 N-2 个采样值的平均值10-1个人仪器系统的发展分哪几个阶段每个阶段各有什么特点答：分三个阶段..内插件式个人仪器及系统..优点是结构简单、使用方便;成本低..缺点是难以满足重载仪器对电流和散热的要求；机内干扰较严重；各仪器卡之间不能直接通信;模拟。
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。
长师智能仪器期末复习题及答案
智能仪器：含有微计算机或微处理器的测量仪器，拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定的智能作用的仪器。
发展趋势：微型化、多功能化、人工智能化、网络化分类：微机内嵌式、微机扩展式组成：微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路特点：操作自动化、自测功能、数据分析和处理功能、友好的人机对话功能、可程控操作能力虚拟仪器：以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口设备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一种新型仪器。
输入通道：传感器、信号调理电路、S/H （低频时不用）、A/D 转换电路 程控放大器：为了适应不同的工作条件，在整个测量范围内获得合适的分辨率，提高测量精度仪用放大器：放大传感器输出的微弱电压或电流信号隔离放大器：保护电子仪器设备和人身安全，提高共模抑制比，获得较精确的测量结果。
A/D 转换器：把模拟信号转换为数字信号A/D 类别：并联比较型、逐次逼近型、双积分式、Σ-Δ调制型A/D 技术指标：转换精度（分辨率、转换误差）、转换速度、满量程输入范围 采样保持器：对模拟信号周期性的抽取样值，使模拟信号变成时间上离散的脉冲串，并对脉冲进行一定时间的保持。
输出通道：微型计算机、寄存器、D/A 转换器、放大变换电路、执行机构键盘接口：识键、译键、键值分析键盘：独立式键盘、非编码矩阵键盘、编码矩阵键盘按键去抖动：硬件消抖（RS触发器）、软件（延时去抖动）：检测到按键按下或松开时，延时再判断按键状态，确认是否有键按下。
线反转法：行设为输出，且输出低电平;列设为输入，读入列线状态。
、列设为输出，且输出低电平;行设为输入。
读入行线状态。
、根据两次读数，合成一个代码，即特征码（特征码中隐含着按键的位置），建立键码与特征码关系。
非数值处理：查表（顺序、对半、计算）、排序（冒泡排序法、希尔排序法）希尔排序法：先取一个正整数d1（d1＜n，n为数据个数），把全部记录分成d1个组，所有相距为dl的数据看成是一组，然后在各组内分别进行插入排序，也就是在每组中将一个待排序的数据按其大小插到这组已经排序的序列中的适当位置，直到这组数据全部插入完毕为止；接着取d2（d2＜d1），重复上述分组和排序操作；直到di=1 (i＞＝1)，即所有记录成为一个组为止。
智能仪器期末试题及答案
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）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。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）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。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、总线和接插件等的检查。
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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《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。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）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。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、总线和接插件等的检查。
16.异步串行通信是以字符为单位进行传送的，每个字符都附加了（同步）信息，降低了对时钟精度的要求，但传输效率（较低）。
17.智能仪器是指将（计算机）技术和（测量控制）技术有机的结合在一起的新一代电子仪器。
18.在信号通道使用光电耦合器，能有效抑制（尖峰脉冲）干扰和各种（噪声）干扰。
19.智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种，一种是根据被测量的大小，自动切换到不同量程的（传感器）上，另一种是自动改变电路的（放大器的增益）达到量程切换的目的。
20.智能仪器的软件通常由（监控）程序、（接口管理）程序和实现各种算法的功能模块等部分组成。
21.智能仪器的主要特征之一是，几乎都含有自动（量程）转换、自动（零点）调整等功能。
22.异步串行通信方式中，传送一帧字符信息由起始位、（数据位）位、( 奇偶校验 )位和停止位等四部分组成。
23.根据测量误差的性质和特性，一般可将其分为三类，即随即误差、（系统）误差和（粗大）误差。
24.不同设备之间进行的数字量信息交换或传输，称为（数据接口）。
每秒钟串行发送或接受的二进制位数目，称为（波特率）。
二、选择题1.智能频率计采用多周期同步测量原理，是为了（A ）。
A 在宽频率范围获得高精度B 提高测量速度C 便于程序设计D 减小标准频率误差2.智能数字频率计中采用的多周期同步测量原理，其中“同步”的含意是指（ A ）同步。
A 被测信号fx与时基信号f0B 被测信号fx与闸门开启和关闭C 两个闸门的控制信号D 时基信号f0与闸门开启和关闭3.某智能仪器准备采用LED数码管显示器，为尽可能节约单片机的I/O口资源，应采用下列显示方案中的哪一种方案。
（A ）A 软件译码动态扫描显示B 硬件译码动态扫描显示C 硬件译码静态显示D MCS-51串行口方式0扩展I/O口驱动显示器4.在智能仪器中，模拟输入通道的抗干扰技术包括（ D ）。
A 对差模干扰的抑制B 对共模干扰的抑制C 采用软件方法提高抗干扰能力D 以上三种方法都包括5.ADC0809是8位的A/D转换器，当额定输入电压为5V时，其分辨率约为( B )。
A 0.625VB 19.5mVC 50mVD 5mV6.MC14433（11位）是三位半双积分型A/D转换器，当额定输入电压为2V时，其分辨率为( C )。
A 2VB 0.57VC 1mVD 0.5mV7.智能仪器的自动零点调整功能通常是由（ C ）的方法实现的。
A 软件B 硬件C 软、硬件相结合D 斩波稳零技术8.采样保持器在模拟通道中的作用是（ B ）。
A 提高系统采样速率B 保证在A/D转换期间A/D输入信号不变C 保持系统数据稳定D 使A/D输入信号能跟上模拟信号的变化9.在下列哪种情况下，智能仪器的模拟输入通道需要使用采样保持器？（C ）A 在A/D转换期间输入模拟量基本不变B 对A/D转换精度要求较高时C 在A/D转换期间输入模拟量变化剧烈D 对A/D转换速度要求较高时10.用某三位半数字电压表的200V量程测量某电压的读数为120.0V，已知该仪器的固有误差为±(0.5％读数+0.1％满度)，由于固有误差产生的测量误差是±( A )。
A 0.8VB 0.12VC 0.6VD 0.5V11.某智能温度测量仪的测温范围是-100～1500℃，当要求分辨率为0.1℃时，应选择下列哪一种A/D转换器芯片较为合理 ( A )。
A ICL7135(四位半)B MC14433(三位半)C ADC0809(8位)D ADC1140(16位)12.智能仪器的自检是为了实现（C ）功能。
A 排除仪器故障B 减小零点漂移C 故障的检测与诊断D 减小仪器的测量误差13.下述方法哪一种可以用于减小智能仪器的系统误差。
（A ）。
A 利用误差模型修正误差B 采用数字滤波器C 采用模拟滤波器D 提高系统的抗干扰能力14.在智能温度测量仪中用软件进行非线性补偿，是为了减小（A ）。
A 系统误差B 粗大误差C 随即误差D 量化误差15.当智能仪器采集的数据中存在随即误差和系统误差时，正确的数据处理顺序是（A ）。
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16.多通道智能温度巡检仪的信号流程顺序为（A ）。
A 放大器→A/D转换器→采样保持器→D/A转换器→计算机B 多路开关→放大器→采样保持器→D/A转换器→计算机C 多路开关→放大器→采样保持器→A/D转换器→计算机D 放大器→多路开关→采样保持器→A/D转换器→D/A转换器17.在智能仪器数据采集中，被测信号为直流电压，若需有效抑制被测信号中含有的脉冲干扰对测量结果的影响，数字滤波应采用（ D ）。
A 算术平均滤波法B 加权平均滤波法C 限幅滤波法D 中值滤波法18.在廉价、低精度DMM(数字万用表)中，广泛使用线性平均值AC/DC转换器，用此类DMM测量交流电压时，下列说法那个是正确的(B )。
A 测量任意波形的交流电压时，显示的都是有效值。
B 只有测量正弦交流电压时，显示的才是有效值。
C 测量任意波形的交流电压时，显示的都是平均值。
D 只有测量正弦交流电压时，显示的才是平均值。
19.当两台智能仪器通过串行口实现数据共享时，发现传输线上出现尖峰脉冲干扰，采用下述哪种方法可以有效消弱此种干扰。
（ D ）A 对两台仪器进行电磁屏蔽B 两台仪器均良好的接大地C 传输线使用同轴电缆D 在信号通道使用光电耦合器三、简答题1.智能仪器与传统仪器相比有何特点？42.在什么情况下数据传送需要用调制解调器？调制解调器的作用是什么？413.为什么在智能型电子计数器中，系统的时基信号是由外部电路产生的，而不是直接由单片机内部定时器产生的？1264.在使用电阻温度传感器单电桥测温电路中，为什么要对引线电阻进行补偿？如何进行补偿？705.与硬件滤波器相比，采用数字滤波有哪些主要优点？316.智能仪器的硬件主要包括那几部分？37.智能仪器的软件通常由哪些程序模块组成？38.简述电子计数式频率计±1误差的产生原因，怎样减小±1误差的影响？1339.设计数字多用表（DMM）的交流电压测量功能时，需要用到AC/DC转换器，目前有哪两种主要转换方法？105简述它们具有哪些技术特点？105、10610.标度变换的目的是什么？有哪几种常用方法实现标度变换？8211.在智能仪器设计中，通常可采用哪些方法减小系统误差？24-2612.什么是虚拟仪器？虚拟仪器通常由哪几部分组成？18713.一般情况下，由单片机构成的智能仪器的开机自检需要检测哪些内容？1214.智能仪器采用数字滤波器后，就不需要硬件模拟滤波器了，这种说法对吗？为什么？不对3115.逐次逼近式数字电压表与双积分式数字电压表相比较，各有哪些主要特点？95-96四、判断题1.数字滤波中的去极值平均滤波法，可以有效地减小智能仪器的系统误差。
（错随机误差）的精度和稳定度影响零位2.在自动零点校正、增益校正过程中，基准电压Vref误差、增益误差的校正结果。
（对）3.在智能温度测量仪中，针对热电阻传感器的特性采用软件进行非线性补偿，是为了减小系统误差。
（对81 ）4.智能仪器的自动零点调整功能，是在软、硬件的密切配合下完成的。
（对17-18 ）5.光电耦合器对数字量I/O通道中的尖峰干扰和各种噪声，具有良好的抗干扰效果。
（对163 ）6.ADC0809是8通道8位逐次逼近型A/D转换器，当满量程电压为5V时，它的分辨率是19.5mV。
（对）7.在智能仪器的模拟量输入通道中，当A/D转换期间输入模拟量快速变化时，需要使用采样保持器。
（对）8.在智能温度测量仪中，无论使用热电阻传感器还是使用半导体集成传感器，都必须进行非线性补偿。
（错）9.智能仪器设置自动量程转换功能后，必须设计完善的输入保护措施，使其最小量程能够承载最大允许输入量而不损坏，直至量程自动调整为最大量程。
（对）10.智能仪器在数据通信中使用调制解调器，是为了获得更高的数据传输速率。
（错41 ）11.智能仪器的开机自检是为了减小仪器的测量误差。
（对）12.智能温度测量仪中使用软件进行非线性校正，主要是为了校正传感器输出特性的非线性。
（错）13.与同轴电缆相比，双绞线具有更宽的频带，因此在微机实时系统的长线传输中，获得广泛应用。
（错164 ）14.中值滤波可以有效地减小脉冲干扰造成的误差。
（对31 ）15.智能仪器的自动零点调整功能是由纯软件的方法实现的。
（错）16.RS-232C标准串行接口总线采用的是TTL电平，因此它的传输距离比RS-485短。