测控系统原理与设计

1、微机化测控系统分拿几类？

微机化检测系统、微机化控制系统、微机化测控系统

2、模拟量输入通道由那几部分组成？以及各部分的作用？

传感器：将非电量转换为电量

调理电路:放大、滤波

采集电路：将模拟信号转换为数字信号

3、模拟量输出通道以及各部分的作用？

数模转换、调理电路、模拟显示、记录、执行机构

4、前置放大器：判断信号大小准则？所放位置前后的判断？

5、采集电路的四种方案？PGA S\H的作用？

采集电路的设计（实现模拟信号到数字信号的电路、AD芯片的选择是核心）

6、前置与主放大器的区别以及适用情况？

7、D\A+保持器（数据保持器及模拟保持器的机构与优缺点）？

数据保持器：

数据完好、成本高数据误差、成本低

8、开关量输入输出通道。技术指标：抗干扰、可靠性

输入

微机总线

输入缓冲

器输入调理电路

地址译码器生产过程

片选

开关量输出通道结构

9、单元电路级联设计：电器匹配方案（3种）、信号耦合方式？步进电机的正反转控制

电器匹配方案：电气性能的相互匹配、信号耦合与时序逻辑、电平转换接口

信号耦合方式：1、直接耦合方式――前后级电路间直接或通过电阻连接。特点：前级的直流成分和交变信号都传到后级。不处理。2、阻容耦合方式――前后级电路间通过电容连接，特点：前级的直流成分被隔断，仅交变信号传到后级。“隔直传变”

10、主机电路组合方式：

内插式

外接式

组合式

11、CPU的读取方式：定时、中断、查询

12、接口电路：3-2-1:3-2-2

13、A\D计算（P20）

14、D\A接口

15、单缓冲、双缓冲方式适用情况？分析（片地址、模块功能、工作方式）

16、人机接口程序（4例题）

17、测量数据处理包括哪些？

零位和灵敏度的误差校正；量程自动切换；超限自动报警；标度变换；非线性校正算法；数字滤波

18、灵敏度误差、零位误差？

“零位误差”x0――输入y 为零时的输出；“灵敏度误差”指实际灵敏度k 与标称灵敏度k0的偏差

19、软件校正方法？

20、量程自动切换（为什么、实现）

原因1、使测量过程自动迅速地选择在最佳量程上；2、既能防止数据溢出和系统过载，又能保证一定的测量精度。

实现：

21、标度变换（为什么）；软件实现方法计算题

原因：为能从显示器上直接读取带有被测量量纲的数值所进行必要的变换

计算题：某微机化温度测量仪表的量程为100～900℃，利用单片机803l 和ADC0809进行A ／D 转换。在某一时刻计算机采样并经过数字滤波后的数字量为０CDH ，求此时对应的温度值是多少?(设仪表的量程是线性的)

22、数字滤波类型（3种）？以及原理？

1、数字滤波：比较本次采样值和上一次采样值，如果它们的差值未超过允许的最大偏差值，则认为本次采样值有效而保留。如果它们的差值超过允许的最大偏差值，则认为本次采样值无效而用上一次采样值替代

2、中位值滤波：对某一被测参数连续采样n 次(一般n 取奇数)，然后把n 次采样值按大小排列，取中间值为本次采样值。

3、平均滤波（去极值平均滤波）：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

23、什么叫PID ？

比例积分微分调节

24、位置式与增量式公式以及优缺点？计算题

位置式：[])1()()()()(0--++=∑=k e k e K j e K k e K k u d

k

j i p 增量式：⎭

⎬⎫⎩⎨⎧

-+--++--=∆)]2()1(2)([)()]1()([)(k e k e k e T T k e T T k e k e K k u d i p 优缺点：

位置式

1、积分项∑=k

j j e 1)(（计算繁琐，占内存太多。

） 2、其输出与阀位一一对应，故称：位置式（能准确定位，但误动作危害大）

3、每次输出需要计算阀的绝对位置

增量式

1、 每次都在上一阀位计算增量，故称：增量式。

2、 数据存储所需空间少（保存3个采样值）

)(1.7430

255100900205100)(C D D N N D D N N L H L H L i L i =--⨯+=---+=

3、误动作危害少。不易引起积分饱和。手/自动切换方便。

25、不完全PID改进（不完全微分法、抗饱和积分法）计算题

26、无扰动切换？如何对位平衡操作？

27、自检方式？自检算法？

自检方式：开机自检、周期性自检、键盘自检

自检算法：ROM或EPROM自检、RAM自检、总线的自检、显示器与键盘的自检

28、噪声形成要素以及抑制？

噪声源、敏感接受电路、耦合通道

降低噪声源的强度、使接收电路对噪声不敏感、抑制或切断噪声源与接收电路间的耦合通道29、噪声耦合方式？

静电耦合、电磁耦合、漏电流耦合、公共阻抗耦合

30、噪声的干扰模式原因及抑制？

31、硬件抗干扰：接地方式

串联单点接地、并联单点接地（低频）；并联多点接地（高频）

32、屏蔽技术类型？

静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽