智能仪器课后习题答案解析
《智能仪器》复习题及部分答案
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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
8.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。
9.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）。
12.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。
13.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。
14.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。
15.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。
16.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（键盘）、（显示器，I/O通道）、总线和接插件等的检查。
智能仪器课后答案
常用元件封装1）电阻：最为常见的有0805、0603两类，不同的是，它可以以排阻的身份出现，四位、八位都有，具体封装样式可参照MD16仿真版，也可以到设计所内部PCB库查询。
注：ABCD四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同0805具体尺寸：2.0 X 1.25 X 0.5（公制表示法）1206具体尺寸：3.0 X 1.5 0X 0.5（公制表示法）3）电容：可分为无极性和有极性两类: 无极性电容下述两类封装最为常见，即0805、0603；有极性电容也就是我们平时所称的电解电容，一般我们平时用的最多的为铝电解电容，由于其电解质为铝，所以其温度稳定性以及精度都不是很高，而贴片元件由于其紧贴电路版，所以要求温度稳定性要高，所以贴片电容以钽电容为多，根据其耐压不同，贴片电容又可分为A、B、C、D四个系列，具体分类如下：类型封装形式耐压A 3216 10VB 3528 16VC 6032 25VD 7343 35V贴片钽电容的封装是分为A型（3216），B型（3528），C型（6032），D型（7343），E型（7845）。
有斜角的是表示正极1、标准电阻：RES1、RES2；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0两端口可变电阻：RES3、RES4；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0三端口可变电阻：RESISTOR TAPPED，POT1，POT2；封装：VR1-VR52、电容：CAP（无极性电容）、ELECTRO1或ELECTRO2（极性电容）、可变电容CAPVAR封装：无极性电容为RAD-0.1到RAD-0.4，有极性电容为RB.2/.4到RB.5/1.0.3、双列直插元件原理图中常用的名称为根据功能的不同而不同，引脚封装形式DIP系列，不如40管脚的单片机封装为DIP40。
谐波电流的测试，需要专业的测试仪器来完成，一般的电流表是不具备这个功能的。
《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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
8.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。
9.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）。
12.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。
13.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。
14.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。
15.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。
16.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（键盘）、（显示器，I/O通道）、总线和接插件等的检查。
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》复习题及部分答案
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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
8.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。
9.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）。
12.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。
13.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。
14.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。
15.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。
16.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（键盘）、（显示器，I/O通道）、总线和接插件等的检查。
人工智能原理及其应用第三版答案
人工智能原理及其应用第三版答案【篇一：智能仪器原理及应用(第二版)课后习题部分答案】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1-2. 主机电路用来存储程序数据并进行一系列的运算和处理；模拟量输入/输出通道用来输入/输出模拟信号；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系；通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接收计算机的程序命令。
1-3. 监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序，其内容包括：通过键盘输入命令和数据，以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置；根据仪器设置的功能和工作方式，控制i/o接口电路进行数字采集、存储；按照仪器设置的参数，对采集的数据进行相关的处理；以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。
1-4. 智能仪器广泛使用键盘，使面板的布置与仪器功能部件的安排可以完全独立的进行，明显改善了仪器面板及有关功能部件结构的设计，这样即有利于提高仪器技术指标，又方便了仪器的操作。
1-5. 智能仪器组成的自动测试系统是一个分布式多微型计算机系统，系统内的各智能仪器在任务一级并行工作，它们个子具备的硬件和软件，能相对独立的工作，相互间也可通信，它们之间通过外部总线松散耦合。
特点：自动测试系统具有极强的通用性和多功能性。
1-6. 个人仪器和个人仪器系统充分的利用pc机软件资源，相对于智能仪器来说，极大的降低了成本，大幅缩短了研制周期，显示出广阔的发展前景。
智能仪器
B 对共模干扰的抑制
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 0.625V B 19.5mV
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
智能仪器期末试的题目及问题解释
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。
智能仪器课后习题答案
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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P3-51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..P81传感器技术2A/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5ASIC、FPGA/CPLD即使在智能仪器中广泛使用6LabVIEW等图形化软件技术7网络与通信技术1-5 学过的哪些课程为智能仪器设计奠定基础;回顾其主要内容..1-6 智能仪器有哪几种结构形式对其做简要描述..P6从智能仪器的发展状况看来;其结构有两种基本类型;即微机内嵌式和微机扩展式..微机内嵌式智能仪器是将单片或多片的微处理器与仪器有机的结合在一起形成的单机..微处理器在其中起控制和数据处理作用..其特点主要是：专用或多功能；采用小型化、便携或手持式结构；干电池供电；易于密封;适应恶劣环境;成本较低..微机扩展式智能仪器是以个人计算机PC为核心的应用扩展型测量仪器..PCI的优点是使用灵活、应用范围广;可以方便的利用PC 已有的磁盘、打印机及绘图仪器等获取硬拷贝..PC 数据处理功能强、内存容量大;因而PCI 可以用于复杂的、高性能的信息处理..1-7 智能仪器设计是采用FPGA/CPLD 有哪些优点 P12FPGA/CPLD 芯片都是特殊的ASIC 芯片;他们除了ASIC 的特点之外;还有以下优点：1随着VLSI 工艺的不断提高;FPGA/CPLD 的规模也越来越大;所能实现的功能越来越强可以实现系统集成；2FPGA/CPLD 的资金投入小;研制开发费用低；3FPGA/CPLD 可反复的编程、擦除、使用或者在外围电路不动的情况下用不同的EPROM 就可实现不同的功能；4FPGA/CPLD 芯片电路的实际周期短；5FPGA/CPLD 软件易学易用;可以使设计人员更能集中精力进行电路设计..FPGA/CPLD 适合于正向设计;对知识产权保护有利.. 1-8 为什么说嵌入式系统与片上系统SOC 将使智能仪器的设计提升到一个新阶段 P111嵌入式系统的深入发展将是智能仪器的设计提升到一个新的阶段;尤其是能运行操作系统的嵌入式系统平台;由于它具备多任务、网络支持、图形窗口、文件和目标管理等功能;并具有大量的应用程序接口API;将会使研制复杂智能仪器变得容易；2在片上系统设计中;设计者面对的不再是电路芯片而是根据所设计系统的固件特性和功能要求;选择相应得单片机CPU 内核和成熟化的IP 内核模块;消除了器件信息故障;加快了设计速度;片上系统将使系统设计发生革命性的变化..2-1 数据采集系统主要实现哪些基本功能 P15智能仪器的数据采集系统简称DAS;是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后;以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的装置.. 2-2 简述数据采集系统的基本结构形式;并比较其特点..P15-161集中采集式：a 分时采集型 特点：多路信号共同使用一个S/H 和A/D 电路;简化了电路结构;降低了成本..但对信号的采集式由模拟多路切换器即多路转换开关分时切换、轮流选通的;因而相邻两路信号在时间上是依次被采集的;不能获得同一时刻的数据;这样就产生了时间偏斜误差..b 同步采集型 特点：在多路转换开关之前给每路信号通路各加一个采样保持器;使多路信号的采样在同一时刻进行;即同步采样..然后由各自的保持器保持着采样信号的幅值;等待多路转换开关分时切换进入公用的A/D 电路将保持的采样幅值转换成数据输入主机..这样可以消除分时采集型结构的时间偏斜误差;这种结构既能满足同步采集的要求;又比较简单..不足之处：在被测信号路数较多的情况下;同步采得的信号在保持器中保持的时间会加长;而保持器会有一些泄露;是信号有所衰减..2分散采集式：每一路信号一般都有一个S/H 和A/D;不再需要模拟多路转换器MNX..每一个S/H 和A/D 之对本路信号进行模数转换即数据采集;采集的数据按一定的顺序或随机地输入计算机;根据采集系统中计算机控制结构的差异可以分为分布式单机采集系统和网络式采集系统..2-3 采样周期与那些因素有关;如何选择采样周期2-4 为什么要在数据采集系统中使用测量放大器 P19由于电路内有这样或那样的噪声源存在;是的电路在没有信号输入时;输出端仍存在一定幅度的波动电压;这就是电路的输出噪声..把电路输出端测得的噪声有效值ON V 折算到改电路的输入端即除以该电路的增益K ;得到的电平值称为该电路的等效输入噪声IN V ;即/IN ON V V K ..如果在高电路输入端的信号幅度IS V 小到比该电路的IN V 还要低;那么这个信号就会被电路的噪声所“淹没”..为了不使小信号被淹没;就必须在该电路前面加一级放大器..2-6 在设计数据采集系统式;选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么2-7 能否说一个带有采样保持器的数据采集系统的采样频率可以不受限制 为什么 P46不能说带有采样保持器的数据采集系统的采样频率可以不受限制..因为在A/D 转换器在进行转换时需要一定的时间;在这个转换时间内;被转换的模拟量应基本保持不变;否则转换精度没有保证;甚至根本失去看转换的意义..所以转换时间c t 制约着转换信号的最高频率..max 112m c f t π+=式1;进而影响数据采集系统的采样频率max 2s f f ≥..在A/D 之前加上采样/保持器后max 112m AP f t π+=式2;AP t 为孔径时间..由于AP c t t ;所以由式2限定的信号频率远远高于式1限定的频率;采样/保持器扩展了被转换信号的范围;进而扩展了采样频率;但仍受AP t 的限制;不能无限增大.. 2-8在为一个数据采集系统选择微机时;主要考虑哪些因素（1） 系统的通过速率;即系统速率、传输速率、采样速率或吞吐速率单位时间内系统对模拟信号的采集次数2系统的分辨率;即数据采集系统可以分辨的输入信号的最小变化量3系统的精度;当系统工作在额定速率下;系统采集的数值和实际值的差尽量要小 2-10 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;怎样选择系统的各个元器件 P55通常传感器和信号放大电路所占的误差比例最大;其他各环节如采样/保持器和A/D 转换器等误差;可以按选择元器件精度的一般规则和具体情况而定;选择元器件精度的一般规则是：每一个元器件的精度指标应该优于系统规定的某一最严格的性能指标的10倍左右..所以此题中传感器和信号放大电路的总误差可分配成0.9%;A/D 转换器和S/H 器和多路模拟开关分配0.1%;且每个组件的误差应不大于0.01%..2-11 一个带有采样/保持器的数据采集系统;其采样频率100s f kHZ =;10FSR V =; 3AP t ns ∆=;8n =;试问系统的采样频率是否太高 P4713max 19911 2.071022310m AP f HZ t ππ+-===⨯∆⨯⨯ max s f f <;故系统的采样频率不高2-12 数据采集系统的组成P152-13 信号调理电路的组成P173-1 键盘有哪几种组成方式各自有何特点按键去抖有哪几种方法键盘的组成方式及特点P60-P63（1）非编码键盘包括独立连接式非编码键盘结构简单;但当键数较多时;就要占用多个接口和矩阵式非编码键盘可以减少键盘接口..非编码键盘处理软件复杂;硬件简单..（2）编码键盘由硬件来识别键闭合、释放状态;由硬件消除键抖动影响以及实现一些保护措施的方法;可以节省CPU相当多的时间..这种键盘处理软件简单;但硬件较复杂..按键去抖动的方法：硬件方法和软件方法..通常在键的个数较少时可采取硬件措施;即用R-S触发器或单稳态电路来消除按键抖动..键数较多时;常用软件反弹跳;及采用软件延时法..3-2 键盘接口主要解决哪些问题P60（1）决定是否有键按下（2）如果有键按下;决定是哪一个键被按下（3）确定被按键的读书（4）反弹跳-按键抖动的消除（5）不管一次按键持续的时间多长;仅采样一个数据（6）处理同时按键;即同时又一个以上的按键情况3-4 LCD有那两种常用的驱动方式说明一种驱动方式的工作原理..P65图3-8（1）静态驱动方式A端接交变的方波信号;B端接控制该段显示状态的信号..从图中可以看出;当该段两个电极上的电压相同时;电极间的相对电压为0.;该段不显示；当两极上的电压相位相反时;两电极间的相对电压为两倍幅值的方波电压;该段显示;即呈黑色显示状态..（2）迭加驱动方式时分割驱动法3-5 试述当前集中常见触摸屏的工作原理..P81-P821电阻式触摸屏电阻式触摸屏的主要部分是一块玉显示器表面紧密配合的电阻薄膜屏;这是一种多层的复合薄膜;由一层玻璃或有机玻璃作为基层;表面涂有一层叫ITO的透明导电层;上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮得塑料层;她的内表面也涂有一层导电层;在两层导电层之间有许多细小的透明隔离点把他们隔开绝缘..当手指触摸屏幕时;两层导电层在触摸点位置就有了一个结束;控制器检测到这个接通点并计算出X、Y轴的位置;这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理..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..3电容式触摸屏把人体当作一个电容元件的电极使用;是利用人体的电流感应进行工作的..电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏..当手指触摸在金属层上时;由于人体电场;当用户和触摸屏表面耦合出足够量的电容时;对于高频电流来说;电容是直接导体;于是手指从接触点吸走一个很小的电流;这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出;并且流经这4个电极的电流与手指到四角的距离成正比;控制器通过对这四个电流比例的精确计算;得出触摸点的位置;4表面声波式触摸屏通过屏幕纵向和横向边缘的压电换能器发射超声波来实现..在各自对面的边缘装有超声波传感器;屏幕表面形成纵横交错的超声波栅格..当收获触摸笔接近屏幕表面;接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口;计算缺口的位置既是触摸坐标..3-6 什么是同步通信方式和异步通信方式与RS-232标准相比;RS-422/485标准有何优点请说明RS-422/485标准为何有这样的优点..同步通信方式：在数据开始传送前用同步字符来指示;并由时钟来实现发送端和接收端同步;字符与字符间没间隙；异步通信方式：数据时一帧一帧包括字符代码或一字节数据传送的..P88优点：RS-232存在数据传输速率慢和传送距离短的缺点..RS-422/485标准传输速率快;传送距离远..因为RS-232发送器驱动电容负载的最大能力为2500pF;这就限制了信号线的最大长度..RS-232规定的逻辑电平与一般处理器的逻辑电平不一致;须与转换电平芯片连接;通信距离小;传输速率小..而RS-422/485的信号传输是利用信号导线之间的电相位差;传输距离远;速率高..3-7 两台智能仪器均以51系列单片机为主构成去内部的微机系统;当两台智能仪器采用RS-232标准仅用TXD、RXD信号进行通信时;试设计从一个仪器到另一个仪器之间利用串行通信的所有电路的原理图..设两台仪器均只提供+5V电源..P88图3-313-8 画出将3-7题的通信标准换成RS-485后的电路连线图..P92 图3-36、图3-373-9 简述USB总线的特点及优越性..P92-P93特点：1USB接口统一了各种接口设备的连接头2即插即用;并能自动检测与配置系统的资源3具有“热插拔”的特性4USB最多可以连接127个接口设备5USB1.1的接口设备采用两种不同的速度:12Mbit/s全速和 1.5Mbit/s慢速B2.0的传输速度最高可达到480Mbit/s..优势：1简化外部接口设备与主机之间的连线;并用一条传输缆线来串接各类型的接口设备2可以在不需要重新开机的情况下安装硬件3-10 USB的基本框架包含那几部分P93（1）USB主机控制器/根集线器（2）USB集线器（3）USB设备3-11 USB有几种传输模式试简述各种传输方式的特性..P971控制传输是USB中最重要的传输;唯有正确的执行完控制传输才能进一步执行其他传输模式..需以双向传输达到这个请求..能自定义请求来为任何目的而发送或接收数据块..所有USB设备必须支持控制传输..2中断传输它是为那些必须快速接收到主机或设备的数据而准备的..是低速设备可以传输数据的唯一方法..中断传输仅是一种“轮询”的过程;如果因为错误而发生传送失败;可以在下一轮询的期间重新发送一次..3批量传输它是针对未使用到的USB带宽来向主机提出请求的..须根据目前总线的拥挤状态;以所有可使用的带宽为基础;不断调整本身的传输速率;因此没有设置轮询时间间隔..若因某些错误而发生传送失败;就重新传送一次..4等时传输采用了预先与PC机主机协议好的固定带宽;以保证发送端与接收端的速度能相互吻合;不支持有错误的数据重新发送;相对就须牺牲一些小错误的发生..3-12 USB有几种描述符其中哪几种是必须要设置的P961设备描述符必须设置2配置描述符必须设置3接口描述符必须设置4端口描述符必须设置3-13 以你的观点解释设备列举的含义P96当USB设备第一次连接到USB总线时;USB主机就会对此设备做出列举检测的动作..此时;主机会负责检测与设备所有连接至根集线器的设备;而辨识与设置一个USB外围设备的程序;称之为设备列举..若以USB通信协议的观点来看;设备列举就是通过一连串介于主机与设备之间的控制传输来辨识与设置一个刚连上USB的设备程序..而进一步的解释设备列举;也即是操作系统可以辨识一个新的硬件设备连接上总线以及决定其特定的需求;然后加载适当的驱动程序;并且给予新的硬件设备一个新的地址3-14 简述无线数据传输的原理及特点.. P105无限数据传输的核心技术是调制解调技术..调制过程是在发送端吧数字信号变换成能被模拟信道传输的模拟信号;经传输通道传至接收端;接收端通过解调过程把接收到的模拟信号转换成数字信号;完成了无线数据传输的任务..特点：1工频为国际通用的数据传输频段433MHz;无需申请2易于采集运动信号;不受电缆的约束4-1 与硬件滤波器相比;采用数字滤波器有何优点P1111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、非一致性等问题；2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；3只要适当的改变数字滤波器在程序中的有关参数;就能方便的改变滤波特性;因此数字滤波使用灵活方便..4-2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克服脉冲干扰的数字滤波法：包括限幅滤波法、中值滤波法、基于拉依达准则的奇异数据滤波法剔除粗大误差、基于中值数绝对偏差的决策滤波器..特点：克服由仪器外部环境偶然因素引起的突变性扰动或仪器内部不稳定等引起误码等造成的尖脉冲干扰场合：有尖脉冲干扰的场合2抑制小幅度高频噪声的平均滤波法：为抑制电子器件热噪声、A/D量化噪声等小幅度高频电子噪声;通常采用具有低通特性的算术平均滤波法、加权平均滤波法、滑动加权平均滤波法等线性滤波器..特点：算术平均滤波法可有效消除随机干扰;采样次数越大;滤波效果越好;但系统灵敏度要下降;只适用于慢变信号；滑动加权平均滤波法对周期信号有良好的抑制作用;平滑度高;灵敏度低;对偶然出现的脉冲性干扰抑制作用差；加权平均滤波法系统对当前采样值的灵敏度高..场合：有小幅度高频噪声的场合3复合滤波器：特点：既能抑制随机干扰;又能滤除明显的脉冲干扰..场合：随机扰动不是单一的场合;既要消除大幅度的脉冲干扰;又要使数据平滑的场合4-3 各种常用的滤波算法能组合使用吗 若能;请举例说明；若不能;请说明理由..P115能组合使用..在实际应用中;所面临的随机扰动往往不是单一的;有时既要消除大幅度的脉冲干扰;又要做数据平滑;因此常用两种以上的滤波算法结合使用..例如：去极值平均值滤波算法..特点：先用中值滤波算法滤除采样值中的脉冲性干扰;然后把剩余的各采样值进行平均..去极值平均值滤波算法的算法为：连续采样N 次;剔除其中的最大值和最小值;再求余下N-2个采样值的平均值..显然;这种方法既能抑制随机干扰;又能滤除明显的脉冲干扰..4-7 中值数绝对偏差决策滤波器与中值滤波器有哪些特点 P113中值数绝对偏差决策滤波器特点：这种决策滤波器能够判别出奇异数据;并以有效性的数据来取代..具有比例不变性、因果性、算法快捷等特点;实时的完成数据净化..中值滤波器：运算简单;在滤除脉冲噪声的同时可以很好的保护信号细节信息..中值滤波器是一种常用于净化奇异数据的非线性滤波器;它对奇异数据的敏感度远低于标准偏差;存在“根信号”用于单调性数据的滤波;而非点到信号采用中值滤波净化数据表现过于主动进取4-8 什么是系统误差 有哪几种类型 简要说明系统误差与随机误差的根本区别..P117系统误差是只在相同条件下;多次测量同一量时其大小和符号保持不变或按一定规律变化的误差..分为恒定系统误差和变化系统误差..系统误差与随机误差的根本区别：系统误差不能依靠概率统计方法消除;可掌握、控制、消除;具有规律性;产生在测量开始之前;与测量次数无关..随机误差不能掌握、控制、消除;具有随机性;产生在测量过程中;与测量次数有关..4-9 产生零位误差的原因有哪些 产生增益误差的原因有哪些 简述校正方法..P117由于传感器、测量电路、放大器等不可避免的存在温度漂移和时间飘移;所以会给仪器引入零位误差和增益误差;这类误差均属于系统误差..零位误差校正方法：在每一个测量周期或中断正常的测量过程中;把输入接地即使输入为零;此时包括传感器在内的整个测量输入通道的输出即为零位输出一般其值不为零0N ；再把输入接基准电压r V 测得数据r N ;并将0N 和r N 存于内存；然后输入接x V ;测得x N ;则测量结果可用下式计算()00r x x r V V N N N N =--;即在正常的测量过程中;均从采样值中减去原先存入零位输出值;从而实现零位校正..增益误差的自动校正方法：开始工作后或每隔一定时间去测量一次基准参数;然后建立误差校正模型;确定并存储校正模型参数..在正式测量时;根据测量结果和校正模型求取校正值;从而消除误差..4-10 基准电压r V 的精度和稳定性是否会影响零位误差、增益误差的校正效果 P117会影响..零位误差、增益误差的校正结果都与基准电压有关系..对于零位校正;测量结果为()00r x x r V V N N N N =--；对于增益校正;校正方程为10Y A X A =+;其中()1/10r A V X X =-;00/(01)r A V X X X =-4-11 简述系统非线性误差校正的思路与方法..P118思路：采用各种非线性校正算法校正函数法、线性插值法、曲线拟合法等从仪器数据采集系统输出的与被测量呈非线性关系的数字量中提取与之相对应的被测量..方法：校正函数法、代数插值法线性插值、抛物线插值、分段插值、曲线拟合连续函数拟合、分段拟合4-12 通过测量获得一组反映被测值的离散数据;欲建立一个反映被测量值变化的近似数学模型;请问有哪些常用的建模方法校正函数法、代数插值法线性插值、抛物线插值、分段插值、曲线拟合连续函数拟合、分段拟合4-13 什么事代数插值法 简述线性插值和抛物线插值是如何让进行的..P119-P121所谓代数插值;就是用一个次数不超过n 的代数多项式1110()...n n n n n P x a x a x a x a --=++++去逼近()f x ;使()n P x 在节点处满足()()n i i i P x f x y ==;0,1,...,i n =线性插值过程：从一组数据(),i i x y 中选取两个有代表性的点()00,x y 和()11,x y ;然后根据插值原理;求出插值方程()01101100110x x x x P x y y a x a x x x x --=+=+--;其中待定系数1a 和0a 为10110y y a x x -=-;0010a y a x =- 抛物线插值过程：在一组数据中选取()00,x y ;()11,x y 和()22,x y 三个点;相应的插值方程为()()()()()()()()()()()()()1202012012010*********x x x x x x x x x x x x P x y y y x x x x x x x x x x x x ------=++------ 4-14 什么是线性拟合法 如何利用最小二乘法来实现多项式拟合..P122- P14-16 举例说明标度变换的概念..P126测量机械压力时;常利用压力传感器;当压力变化为0~100 N 时;压力传感器输出的电压为0~10mV;放大为0~5V 后进行A/D 转换;得到00H~FFH 的数字量这些数码并不等于原来带有量纲的参数值;它仅仅对应于参数的大小;必须把它转换成带有量纲的数值后才能显示或打印输出;这种转换就是工程量变换;又称标度变换..5-1 什么是软件工程 软件工程是如何克服软件危机的 P131-P132软件工程是由硬件和系统工程派生出来的..它包含四个关键元素：方法、语言、工具和过程;是工程学的原理和方法在软件设计和生产中的应用..随着软件在计算机中的比重的增大;传统的软件生产方式已不能适应发展需要;出。
智能仪器作业答案
第 2 章 智能仪器模拟量输入/输出通道
2.3 模拟量输出通道(NO.4) 1、单极性。2、双极性。 3、3 ； 双； CS ； XFER； 4 ； DAC 。
第1章 绪论 1、答：内含微型计算机并带有 GB-IP 等通信接口的电子仪器。 主要特点：1、键盘代替旋转式或琴键式开关。 2、微处理器提高仪器的性能。 3、微处理器改善了自动化测量水平。 4、友好的人-机对话能力。 5、配有 GP-IB 或 RS-232 通信接口，可程控操作。
2、
答：主机电路：用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理。 模拟量输入/输出通道：输入/输出模拟信号。 人机接口电路：沟通操作者和仪器之间的联系。 通信接口电路： 实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命 令。 第 1 章 导论（NO.1） 、 GB-IP 等通信接口 、 直流 、 数字式万用表 、 数字式电压表 、 监控
214 0.6m V。
模拟量输入通道(一)(NO.2)
；
8
； 。 逐次比较
。
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《智能仪器原理与设计》作业答案
第 2 章 智能仪器模拟量输入/输出通道
3、方法：ADC0809 的控制地址确定方法： ①、P2 口：不连线的位为 1,连线的位按连线状态连接。 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 ②、P0 口：低三位确定通道号，其它位为不连线状态。 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2
补充：TMOD 和 TCON 的控制字
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《智能仪器原理与设计》作业答案
第 2 章 智能仪器模拟量输入/输出通道
Ⅰ，GATE——门控制。 ●GATE=1 时，由外部中断引脚 INT0、INT1 来启动定时器 T0、T1。 当 INT0 引脚为高电平时 TR0 置位，启动定时器 T0； 当 INT1 引脚为高电平时 TR1 置位，启动定时器 T1。 ●GATE=0 时，仅由 TR0,TR1 置位分别启动定时器 T0、T1。 Ⅱ，C/T——功能选择位 C/T=0 时为定时功能，C/T=1 时为计数功能。 置位时选择计数功能，清零时选择定时功能。 Ⅲ，M0、M1——方式选择功能 由于有 2 位，因此有 4 种工作方式： M1 M0 工作方式 功能说明 0 0 1 1 0 1 0 1 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 13 位定时器/计数器 16 位定时器/计数器 自动重载 8 位定时器/计数器 T0 分为 2 个 8 位独立计数器，T1 停止计数
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
智能仪器原理及应用（第二版）课后习题部分答案
智能仪器原理及应⽤（第⼆版）课后习题部分答案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1-2.画出智能仪器通⽤结构框图，简述每⼀部分的作⽤。
答：主机电路⽤来存储程序数据并进⾏⼀系列的运算和处理；模拟量输⼊/输出通道⽤来输⼊/输出模拟信号；⼈机接⼝电路的作⽤是沟通操作者和仪器之间的联系；通信接⼝电路⽤于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接收计算机的程序命令。
1-3.智能仪器监控程序的主要内容是什么？答：监控程序是⾯向仪器⾯板键盘和显⽰器的管理程序，其内容包括：通过键盘输⼊命令和数据，以对仪器的功能、操作⽅式与⼯作参数进⾏设置；根据仪器设置的功能和⼯作⽅式，控制I/O接⼝电路进⾏数字采集、存储；按照仪器设置的参数，对采集的数据进⾏相关的处理；以数字、字符、图形等形式显⽰测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。
1-4.简述智能仪器⾯板⼴泛使⽤按键键盘的特点。
答：智能仪器⼴泛使⽤键盘，使⾯板的布置与仪器功能部件的安排可以完全独⽴的进⾏，明显改善了仪器⾯板及有关功能部件结构的设计，这样即有利于提⾼仪器技术指标，⼜⽅便了仪器的操作。
1-5.简述现代⾃动测试系统的结构与特点。
答：智能仪器组成的⾃动测试系统是⼀个分布式多微型计算机系统，系统内的各智能仪器在任务⼀级并⾏⼯作，它们个⼦具备的硬件和软件，能相对独⽴的⼯作，相互间也可通信，它们之间通过外部总线松散耦合。
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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智能仪器课后习题答案1-1 您在学习与生活中,接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出她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 结合您对智能仪器概念的理解,讨论“智能化”的层次。
P2 智能仪器就是计算机技术与测量仪器相结合的产物,就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、模型化仪器与高级智能仪器。
聪敏仪器类就是以电子、传感、测量技术为基础(也可能计算机技术与信号处理技术)。
特点就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,主要特点就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。
模型化仪器就是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术与方法,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。
高级智能仪器就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,仪器整体发展水平就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就是知识创新与技术创新的前提,也就是创新研究的主题内容之一与创新成就得重要体现形式,科学仪器的创新就是知识创新与及时创新的组成部分。
(3)仪器就是信息的源头技术总之,科学仪器作为认识世界的工具,就是国民经济的“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(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)嵌入式系统与片上系统(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1-5 学过的哪些课程为智能仪器设计奠定基础,回顾其主要内容。
1-6 智能仪器有哪几种结构形式？对其做简要描述。
P6从智能仪器的发展状况瞧来,其结构有两种基本类型,即微机内嵌式与微机扩展式。
微机内嵌式智能仪器就是将单片或多片的微处理器与仪器有机的结合在一起形成的单机。
(微处理器在其中起控制与数据处理作用。
其特点主要就是:专用或多功能;采用小型化、便携或手持式结构;干电池供电;易于密封,适应恶劣环境,成本较低。
) 微机扩展式智能仪器就是以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。
(PCI的优点就是使用灵活、应用范围广,可以方便的利用PC已有的磁盘、打印机及绘图仪器等获取硬拷贝。
PC数据处理功能强、内存容量大,因而PCI可以用于复杂的、高性能的信息处理。
)1-7智能仪器设计就是采用FPGA/CPLD有哪些优点？ P12FPGA/CPLD芯片都就是特殊的ASIC芯片,她们除了ASIC的特点之外,还有以下优点:(1)随着VLSI工艺的不断提高,FPGA/CPLD的规模也越来越大,所能实现的功能越来越强可以实现系统集成;(2)FPGA/CPLD的资金投入小,研制开发费用低;(3)FPGA/CPLD 可反复的编程、擦除、使用或者在外围电路不动的情况下用不同的EPROM就可实现不同的功能;(4)FPGA/CPLD芯片电路的实际周期短;(5)FPGA/CPLD软件易学易用,可以使设计人员更能集中精力进行电路设计。
FPGA/CPLD适合于正向设计,对知识产权保护有利。
1-8为什么说嵌入式系统与片上系统(SOC)将使智能仪器的设计提升到一个新阶段？P11(1)嵌入式系统的深入发展将就是智能仪器的设计提升到一个新的阶段,尤其就是能运行操作系统的嵌入式系统平台,由于它具备多任务、网络支持、图形窗口、文件与目标管理等功能,并具有大量的应用程序接口(API),将会使研制复杂智能仪器变得容易;(2)在片上系统设计中,设计者面对的不再就是电路芯片而就是根据所设计系统的固件特性与功能要求,选择相应得单片机CPU内核与成熟化的IP内核模块,消除了器件信息故障,加快了设计速度,片上系统将使系统设计发生革命性的变化。
2-1 数据采集系统主要实现哪些基本功能？P15智能仪器的数据采集系统简称DAS,就是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后,以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。
2-2 简述数据采集系统的基本结构形式,并比较其特点。
P15-16(1)集中采集式:a分时采集型特点:多路信号共同使用一个S/H与A/D电路,简化了电路结构,降低了成本。
(但对信号的采集式由模拟多路切换器即多路转换开关分时切换、轮流选通的,因而相邻两路信号在时间上就是依次被采集的,不能获得同一时刻的数据,这样就产生了时间偏斜误差。
)b同步采集型特点:在多路转换开关之前给每路信号通路各加一个采样保持器,使多路信号的采样在同一时刻进行,即同步采样。
(然后由各自的保持器保持着采样信号的幅值,等待多路转换开关分时切换进入公用的A/D电路将保持的采样幅值转换成数据输入主机。
这样可以消除分时采集型结构的时间偏斜误差,这种结构既能满足同步采集的要求,又比较简单。
不足之处:在被测信号路数较多的情况下,同步采得的信号在保持器中保持的时间会加长,而保持器会有一些泄露,就是信号有所衰减。
)(2)分散采集式:每一路信号一般都有一个S/H与A/D,不再需要模拟多路转换器MNX。
(每一个S/H与A/D之对本路信号进行模数转换即数据采集,采集的数据按一定的顺序或随机地输入计算机,根据采集系统中计算机控制结构的差异可以分为分布式单机采集系统与网络式采集系统。
)2-3 采样周期与那些因素有关,如何选择采样周期？2-4 为什么要在数据采集系统中使用测量放大器？P19由于电路内有这样或那样的噪声源存在,就是的电路在没有信号输入时,输出端仍存在一定幅度的波动电压,这就就是电路的输出噪声。
把电路输出端测得的噪声有效值V折算到改电路的输入端即除以该电路的增益K,得到的电平值称为该电路的等效ON输入噪声IN V ,即/IN ON V V K =。
如果在高电路输入端的信号幅度IS V 小到比该电路的IN V 还要低,那么这个信号就会被电路的噪声所“淹没”。
为了不使小信号被淹没,就必须在该电路前面加一级放大器。
2-6 在设计数据采集系统式,选择模拟多路开关要考虑的主要因素就是什么？2-7 能否说一个带有采样保持器的数据采集系统的采样频率可以不受限制？为什么？P46不能说带有采样保持器的数据采集系统的采样频率可以不受限制。
因为在A/D 转换器在进行转换时需要一定的时间,在这个转换时间内,被转换的模拟量应基本保持不变,否则转换精度没有保证,甚至根本失去瞧转换的意义。
所以转换时间c t 制约着转换信号的最高频率。
max 112m c f t π+=(式1),进而影响数据采集系统的采样频率max 2s f f ≥。
在A/D 之前加上采样/保持器后max 112m AP f t π+=(式2),AP t 为孔径时间。
由于AP c t t =,所以由式2限定的信号频率远远高于式1限定的频率,采样/保持器扩展了被转换信号的范围,进而扩展了采样频率,但仍受AP t 的限制,不能无限增大。
2-8在为一个数据采集系统选择微机时,主要考虑哪些因素？（1） 系统的通过速率,即系统速率、传输速率、采样速率或吞吐速率(单位时间内系统对模拟信号的采集次数)(2)系统的分辨率,即数据采集系统可以分辨的输入信号的最小变化量(3)系统的精度,当系统工作在额定速率下,系统采集的数值与实际值的差尽量要小2-10 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,怎样选择系统的各个元器件？P55通常传感器与信号放大电路所占的误差比例最大,其她各环节如采样/保持器与A/D 转换器等误差,可以按选择元器件精度的一般规则与具体情况而定,选择元器件精度的一般规则就是:每一个元器件的精度指标应该优于系统规定的某一最严格的性能指标的10倍左右。
所以此题中传感器与信号放大电路的总误差可分配成0、9%,A/D 转换器与S/H 器与多路模拟开关分配0、1%,且每个组件的误差应不大于0、01%。
2-11 一个带有采样/保持器的数据采集系统,其采样频率100s f kHZ =,10FSR V =, 3AP t ns ∆=,8n =,试问系统的采样频率就是否太高？P4713max 19911 2.071022310m AP f HZ t ππ+-===⨯∆⨯⨯ max s f f <,故系统的采样频率不高2-12 数据采集系统的组成P152-13 信号调理电路的组成P173-1 键盘有哪几种组成方式？各自有何特点？按键去抖有哪几种方法？键盘的组成方式及特点P60-P63（1）非编码键盘包括独立连接式非编码键盘(结构简单,但当键数较多时,就要占用多个接口)与矩阵式非编码键盘(可以减少键盘接口)。
非编码键盘处理软件复杂,硬件简单。
（2）编码键盘由硬件来识别键闭合、释放状态,由硬件消除键抖动影响以及实现一些保护措施的方法,可以节省CPU相当多的时间。
这种键盘处理软件简单,但硬件较复杂。
按键去抖动的方法:硬件方法与软件方法。
通常在键的个数较少时可采取硬件措施,即用R-S触发器或单稳态电路来消除按键抖动。
键数较多时,常用软件反弹跳,及采用软件延时法。
3-2 键盘接口主要解决哪些问题？P60（1）决定就是否有键按下（2）如果有键按下,决定就是哪一个键被按下（3）确定被按键的读书（4）反弹跳-按键抖动的消除（5）不管一次按键持续的时间多长,仅采样一个数据（6）处理同时按键,即同时又一个以上的按键情况3-4 LCD有那两种常用的驱动方式？说明一种驱动方式的工作原理。
P65图3-8（1）静态驱动方式A端接交变的方波信号,B端接控制该段显示状态的信号。
从图中可以瞧出,当该段两个电极上的电压相同时,电极间的相对电压为0、,该段不显示;当两极上的电压相位相反时,两电极间的相对电压为两倍幅值的方波电压,该段显示,即呈黑色显示状态。