智能仪器试题及答案
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》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。
智能仪器期末试题及答案精选范文
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。
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。
智能仪器仪表基础考核试卷
9.在设计智能仪器仪表时，需要考虑其______、______和______等因素。
10.智能仪器仪表的校准包括______校准和______校准两个方面。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.智能仪器仪表的常见功能包括（）
A.自动校准
B.数据存储
C.远程通信
D.人工计算
2.以下哪些是智能传感器的主要特点（）
A.集成度高
B.灵敏度高
C.成本低
D.数字化输出
3.在智能仪器的设计中，以下哪些因素需要考虑（）
A.环境适应性
B.用户体验
C.安全性
D.时尚外观
4.以下哪些单位用于表示电导率（）
A.西门子/米（S/m）
C.噪音监测
D.地震预测
17.以下哪些是智能传感器可能采用的信号处理技术（）
A.模拟滤波
B.数字滤波
C.神经网络
D. FFT分析
18.智能仪器仪表在汽车领域的应用包括（）
A.发动机控制
B.安全气囊
C.轮胎压力监测
D.导航系统
19.以下哪些是智能仪器仪表在制造过程中可能遇到的干扰（）
A.电磁干扰
B.温度变化
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7. ×
8. √
9. ×
10. √
五、主观题（参考）
1.智能仪器仪表的主要功能是数据采集、处理、显示和通信。在工业自动化中，它们提高了生产效率、降低了人力成本，并通过实时监控提高了产品质量。
智能仪器练习题
一章一、判断题：(1) 当输入全为“1”时，输出电压与理想值之间的误差，称为D/A转换器的满刻度误差。
[ ](2) 输出的数字量变化一个相邻的值所对应的输入模拟量的变化值称为D/A转换器的分辨率。
[ ](3) 输出模拟量的最小变化量称为A/D转换器的分辨率。
[ ](4)“转换速度”这一指标仅适用于A/D转换器，D/A 转换器可以忽略不计转换时间[ ](5) D/A转换器可以直接与单片机的三总线相连。
[ ](6) LCD静态驱动和LED的静态驱动都是用直流驱动。
[ ](7) 矩阵式非编码键盘的优点是节省I/O口。
[ ](8) RS232通信采用的是TTL电平，因此它的传输距离比485短。
[ ](9) 触摸屏只能做输入设备。
[ ](10) 虚拟仪器就是不需要任何硬件资源，所有的功能只须用软件实现。
[ ]二、选择题：(12) 假设数据采集系统输入的信号为U=Umsinωt。
如果在转换时间tconv内，正弦信号电压的最大变化不超过1/2LSB所代表的电压，则在Um=FSR条件下，数据采集系统可采集的最高信号频率为：___ A、B 、C 、D 、(13) 若在点阵LCD显示器上显示字符，只须传送该字符的：____A、二进制码B、ASII码C、点阵代码D、七段码(14) USB总线是一种：____A、串行总线B、支持即插即用设备的总线C、可给外设提供电源的总线D、上述三者(15) RS-232总线、RS485总线、USB总线、IEEE1394总线中传输距离最长的是：____A、RS-232 B、RS-485C、USB D、IEEE1394(16) 若需要采样/保持器既能快速的跟踪，又能长时间的保持，可采用两级级连的方式，这两级的保持电容应该选择为：____A、小电容和大电容B、小电容和小电容C、大电容和小电容D、大电容和大电容(17) 如果一个数据采集系统，要求有1%级精度性能指标，在设计该数据采集系统时，应按照____级精度选择系统的各个器件。
智能仪器期末试题及答案
智能仪器期末试题及答案第一部分：选择题（共40分，每题2分）1. 智能仪器的定义是？A. 可以自动完成测量和控制的仪器B. 集成了人工智能技术的仪器C. 可以进行在线数据交互的仪器D. 具备自我学习和优化能力的仪器答案：D2. 智能仪器的应用范围广泛，以下哪个领域不是其主要应用领域？A. 医疗B. 工业制造C. 农业D. 文化娱乐答案：D3. 智能仪器在工业制造中的主要作用是？A. 监测和控制生产过程B. 分析和处理大数据C. 提高产品的研发效率D. 实现自动化生产答案：D4. 智能仪器中的人工智能技术包括以下哪些方面？A. 机器学习B. 图像识别C. 自然语言处理D. 所有选项都对答案：D5. 智能仪器在医疗领域的应用包括以下哪些方面？A. 诊断与治疗B. 健康管理C. 医疗器械研发D. 所有选项都对答案：D6. 智能仪器的优势是？A. 提高工作效率B. 减少人工错误C. 降低劳动强度D. 所有选项都对答案：D7. 智能仪器的发展趋势是？A. 越来越小型化B. 越来越高精度C. 越来越便携化D. 所有选项都对答案：D8. 智能仪器在农业领域的应用包括以下哪些方面？A. 水质检测B. 土壤检测C. 气候监测D. 所有选项都对答案：D9. 智能仪器在能源领域的应用包括以下哪些方面？A. 能源生产与储存B. 能源消费与节约C. 新能源开发D. 所有选项都对答案：D10. 智能仪器有助于提高生活质量的原因是？A. 提供更准确的数据B. 优化资源利用C. 减少环境污染D. 所有选项都对答案：D第二部分：简答题（共30分，分为三道题，每题10分）1. 请你简要介绍一下智能仪器的分类和特点。
答案：智能仪器可以根据其所应用的领域进行分类，主要包括医疗、工业制造、农业、环境监测、能源等。
智能仪器的特点包括自动化、智能化、高精度和多功能等。
自动化是指智能仪器可以自动完成测量和控制任务，无需人工干预；智能化是指智能仪器具备人工智能技术，可以通过学习和优化来提高性能；高精度是指智能仪器能够提供准确可靠的测量结果；多功能是指智能仪器可以同时完成多种测量和控制任务。
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
智能仪器试题及答案
智能仪器试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 智能仪器的核心技术是（）。
A. 传感器技术B. 微处理器技术C. 通信技术D. 人工智能技术答案：B2. 以下哪项不是智能仪器的基本功能？（）。
A. 数据采集B. 数据处理C. 数据存储D. 机械运动答案：D3. 智能仪器的自诊断功能主要依赖于（）。
A. 传感器B. 微处理器C. 通信接口D. 显示器答案：B4. 智能仪器在进行数据处理时，通常采用（）。
A. 模拟计算B. 数字计算C. 逻辑计算D. 统计计算答案：B5. 智能仪器的通信接口通常采用（）。
A. USBB. RS-232C. 蓝牙D. 所有选项答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 智能仪器的常见应用领域包括（）。
A. 工业自动化B. 环境监测C. 医疗诊断D. 交通管理答案：A, B, C, D2. 智能仪器的发展趋势包括（）。
A. 高度集成化B. 网络化C. 智能化D. 微型化答案：A, B, C, D3. 智能仪器的数据处理能力包括（）。
A. 数据采集B. 数据分析C. 数据存储D. 数据传输答案：A, B, C, D4. 智能仪器的自适应能力体现在（）。
A. 自我诊断B. 自我修复C. 自我学习D. 自我调节答案：A, B, C, D5. 智能仪器的通信能力包括（）。
A. 局域网通信B. 广域网通信C. 无线通信D. 有线通信答案：A, B, C, D三、判断题（每题2分，共10分）1. 智能仪器可以完全替代人工进行操作。
（）答案：错误2. 智能仪器的自诊断功能可以提高设备的可靠性。
（）答案：正确3. 智能仪器的通信接口只能用于数据传输。
（）答案：错误4. 智能仪器的数据处理能力仅限于数字计算。
（）答案：错误5. 智能仪器的自适应能力可以减少人为操作错误。
（）答案：正确四、简答题（每题5分，共20分）1. 简述智能仪器与传统仪器的主要区别。
答案：智能仪器与传统仪器的主要区别在于智能仪器具有自我诊断、自我学习、自我调节等智能功能，能够自动完成数据采集、处理、存储和传输等任务，而传统仪器通常需要人工操作和干预。
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《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。
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系统的时候，首要的任务是利用( )实现设备的枚举过程，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．若非编码矩阵键盘的列线外接下拉电阻，该矩阵的扫描码应是( )。
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 转换的抗干扰技术包括( )。
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A/D抗干扰能力D. 以上三种都包括9．在进行数字电路的可测试性设计时，下面说法错误的是( )。
A．设计上应避免“线或”逻辑B．所有不同相位和频率的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的电路D．电路应初始化到一明确的状态，以便确定测试的方法10．下面( )调试方式在目标机不存在的情况下也可以进行代码的调试。
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 位的 A/D 转换器，其满量程电压为 10V ，则它的分辨率是_____ 。
2．某仪器的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 路的输入通道。
已知 CD4051 的漏电流为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的误差大小为_____ 。
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的误差大小为_____ 。
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的数字量为0028H 。
A0=10 ℃，Am=100 ℃，Nm=FFH=255 ，Nx=28H=40 。
则对应的实测温度是_____ 。
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/保的孔径时间t AP=20ns ， A/D 转换器的位数为 12 位，求采样精度达到 1LSB 的最高信号频率是_____ 。
若 S/H 的捕捉时间t AC=3 μs ，稳定时间t s=2 μs ， A/D 转换时间t CONV=40 μs ，输出时间t OUT=4 μs 则通道的吞吐率是_____ 。
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，则这种仪器的千小时的可靠率为_____ 。
四、简要回答下列问题（ 25 分）1. 简述推动智能仪器发展的主要技术。
2. 简述智能仪器设计的基本原则。
3. 简述 USB 既插既用机制实现的原理。
4. 可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标。
请写出智能仪器中常用的提高硬件和软件可靠性的方法。
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（假设温度传感器的输出信号幅度 0~25mV ），测试的温度范围为0~500 ℃，温度分辨率为0.5 ℃。
测试的最终结果用 LCD 显示器或 LED 显示器显示出来。
对多通道的测量信号要有自动巡回检测的功能和选择某一通道进行单一测量的功能。
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的能力。
画出仪器的硬件框图，并说明每部分的参数及其选择原则。
（1）根据设计要求，放大器的放大倍数至少应为多少？（2） A/D 转换器至少应选择多少位的？（3） A/D 转换器的速率至少为多少？（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）测试系统与外界的通讯如选用串行通信，你准备选择哪种总线？它的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的三根控制线 RS 、 R/W 和 E 的接口电路。
这三根控制信号的时序图如图 1 ，它们的功能为：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、1．2.4mv2. 53. 1.6mv，9，0.36mv；4. 245．3.888KHz，20.4KHz；6. 207. 0.98四、1．传感器技术：信号检测是通过传感器实现的，为适应智能仪器发展的需要，各种新型传感器不断涌现。
A/D 等新器件的发展显著增强了仪器的功能与测量范围。
DSP 的广泛应用：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的智能仪器的结构并提高其相应的性能，极大地增强了智能仪器的信号处理能力。
ASIC 、FPGA ／CPLD 技术在智能仪器中的广泛使用：使仪器的可靠性、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，将分散的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的测试任务。
2．从整体到局部（自顶向下）的设计原则：这种设计原则的含义是，把复杂的、难处理的问题分为若干个较简单、容易处理的问题，然后在一个个地加以解决。
较高的性能价格比原则：在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，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的 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的余地；向系统的不同配套档次开放，为发挥各方面厂商的积极性创造条件；向用户不断变化的特殊要求开放，在服务上兼顾通用的基本设计和用户的专用要求等等。
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。
4．提高硬件可靠性：元器件的选择；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；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。
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。
五、放大器的增益 200 ； ADC 的分辨率 12 位； 12.5ms ； 4 位。