智能仪器复习资料
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。
智能仪器复习
1. 智能仪器主要特点智能仪器汇集各种高新技术；测量过程的软件控制；强大的数据处理功能；多功能化；操作自动化；对外开放性。
2、智能仪器的发展趋势技术指标不断提高；小型化，微型化；智能化；系统化；网络化。
3、促进智能仪器发展的新技术现代传感技术；以A/D转换器为代表的新型元器件；计算机及智能芯片；可编程逻辑器件和可编程模拟器件；微电子技术；计算机软件技术；网络与通信技术；智能理论和技术。
4、根据系统对单片机的硬件资源要求进行选择，考虑的因素主要包括：数据总线字长、运算能力和速度（位数、取指令和执行指令的方式、时钟频率、有无乘法指令等。
）；存储器结构（ROM、OTP、EPROM、FLASH、外置存储器和片内存储器等。
）；I/O结构功能（驱动能力和I/O口数量、A/D转换器、D/A转换器及其位数、通信端口的数量、有无日历时钟等。
）。
5.数据采集系统中选用放大器总的要求是什么？高输入阻抗，反应时间快；频率响应范围宽；高抗共模干扰能力；低漂移、低噪声及低输入阻抗。
6、逐次逼近型A/D转换器的基本原理和主要特点。
原理：逐次把设定的SAR寄存器中的数字量经D/A转换后得到电压V，玉带转换模拟电压V。
进行比较。
比较时，先从SAR的最高位开始，逐次确定个位的数码应是1还是0特点：转化速度较快，在1~100us以内，分辨率可以达到18为，特别是用工业控制系统；转换时间固定，不随输入信号的变化而变化；抗干扰能力相对积分型的差7 双积分式A/D转换器特点双积分式ADC转换过程中进行两次积分，这一特点具有如下优点：抗干扰能力强；具有较高的转换精度；电路结构简单；编码方便。
它的缺点是转换速度低，常用于速度要求不高、精度要求较高的测量仪器仪表、工业测控系统中。
8采样保持器原理当控制信号使模拟开关S闭合时，输入信号V，经输入放大器与保持电容C相连，输出电压V可随输入信号V1变化，电容上电压与输入电压相同，值就是采样期的情况。
当控制信号是模拟开关断开时，电容只与放大器A高阻输入端相连，这可以保持模拟开关断开瞬间的输入信号V1的值不变，输出放大器因此也可在相当时间保持一定的输出值，直至模拟开关再次闭合，这是保持期的工作情况9常见的采样-保持电路，并说明其工作方式LF198/LF298/LF398是比较常用的单片SHA，该芯片为8端双列直插封装形式；AD582是单片SHA，有结型场效应管结构的输入放大器、低泄漏电阻的模拟开关及高性能输出运算放大器组成，芯片为14端双列直插封装形式；AD583是与AD582类似的采样保持芯片，区别在于AD583位单逻辑输入。
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。
26_智能仪器复习要点
序)
③编程(画流程图、编写汇编语言程
第6章 监控主程序旳设计
状态图和状态表旳设计原则与技巧
状态数确实定、标志和转移表旳结
合使用，“0”态旳设置，状态表旳安排与查
找(FNKYT、NEXST、SUB旳处理)。
用状态变量法设计监控主程序实例
第5章 测量算法与系统优化设计
程序运行失常旳软件对策— 2）看门狗技术 看门狗技术旳实现： （1）运用单片机内部旳看门狗 （2）运用单片机内部闲置旳定期器 （3）运用单片机外部系统板上旳定期器 （4）硬件看门狗
第6章 监控主程序旳设计
直接分析法：只要根据目前按键旳编码， 把控制转到对应旳处理子程序旳入口。
状态输出DONE/BUSY，
输出容许端OE（有、无三态输出）
第3章 预处理电路及数据采集
A/D接口：
单片机与ADC接口旳通信方式：
——延时方式、查询方式、中断方式。
接口实例：
ADC0809与单片机旳接口
AD574与单片机旳接口
5G14433与单片机旳接口
数据采集系统构成原理，用AD363与
分段函数拟合
查表和插值法 抛物线分段
第5章 测量算法与系统优化设计
系统误差及处理措施： (2)偏移和增益误差旳自动校准
基本思想：开机后或每隔一定期间自动测量仪器 内部旳基准参数（如数字电压表中旳基准电压或地 电位）、计算误差模型，获得并存贮误差因子。正 式测量时，根据测量成果和误差因子，计算校准方 程，得到较精确旳测量成果。
80C51构成旳数据采集系统。
第4章 人机接口技术
键盘控制与老式仪器面板上旳开关旋钮控 制旳本质区别：键盘按键给CPU一种信息，
而不直接变化内部电路参数。
智能仪器复习 文档
1仪器仪表发展;1第一代为指针式仪器仪表2第二代为数字式仪器仪表3第三代为智能式仪器仪表2仪器仪表中的智能分类：1聪敏仪器2初级智能仪器3模型化仪器4高级智能仪器3智能仪器的基本结构：1微机内嵌式2微机扩展式微机内嵌式结构图：课本P64智能仪器的特点：1测量过程的软件控制，实现以软代硬的效果2数据处理3多功能化5智能仪器发展的主要技术：1传感器技术2 A/D等新器件的发展将显著增强仪器仪表功能与测量范围3单片机与DSP的广泛应用4嵌入式系统与片上系统将使智能仪器的设计提升到一个新阶段 5 ASIC，FPGA/CPLD技术在智能仪器中的广泛使用6 LABVIEW等图形化软件技术7 网络与通信技术8 智能仪器的微型化技术数据采集系统多路模拟输入通道分类，各类数据采集系统的优缺点。
典型结构分类：1.集中采集式：分时采集和同步采集2.分散采集式:分布式单机数据采集系统和网络式数据采集系统分时采集优点：多路信号共用一个S/H和A/D转换器，简化了电路结构，降低了成本缺点：由于信号采集由多路转换开关分时切换，轮流选通使相邻两路信号产生时间偏斜误差。
同步采集优点:实现信号的同步采样，消除分时采集结构的时间偏斜误差，能满足同步采集的要求，又比较容易简单。
缺点:在被测信号路数较多的情况下同步采得的信号在保持器保持的时间会加长，保持器会泄漏，信号有衰减，但各路保持时间不同信号衰减量不同，扔无法获得真正的同步输入。
分布式单机数据采集优点:由单CPU实现无相差并行数据采集控制，系统实时响应性好，能够满足中小规模并行数据采集要求。
缺点:稍大规模的应用场合下，对计算机的硬件要求较高。
网络式采集优点：系统适应能力强，可靠性高。
若某采集站出现故障，只会影响单项数据采集，不会对系统其它部分造成影响。
缺点对计算机硬件要求不高，可以低档硬件组成高性能系统，且特别适合在恶劣环境下工作。
信号调理：实现物理信号向电信号的转换，小信号的放大，滤波外，还有零点的校正，线性化处理，温度补偿，误差修正和量程切换等操作。
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1-8章复习纲要
第一章概述1.仪器仪表是实现测量的各种技术工具的总称。
它是获取信息的工具、是认识世界的手段，是一个具体的系统或装置。
2.三代仪器仪表：●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3.结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
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(表现为智能的延伸或加强等) 。
智能仪器可分为聪敏仪器、初级智能仪器、模型化智能仪器、高级智能仪器。
这四类仪器以不同的技术作为支持。
这种分类方法具有兼容性、相关性、方向性的特点。
这种细致分类方法是有向的，高一级类别向下兼容，低一级类别向高一级发展。
相近两类之间有重叠。
4.智能仪器的基本结构有两种基本类型：微机内嵌式、微机扩展式5.智能仪器的主要特点：1.测量过程的软件控制：CPU→软件控制测量过程“以软代硬”→灵活性强、可靠性强2.数据处理：数字滤波、随机误差、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息3.多功能化：一机多用(智能化电力需求分析仪)第二章数据采集技术1.智能仪器的数据采集系统简称DAS（Data Acquisition System），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.数据采集系统的组成结构：前一道环节是感受被测对象，并把被测非电量转换为可用电信号的传感器，后一道环节是将模拟电信号转换为数字电信号的数据采集电路。
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，多路模拟输人通道可分为集中采集式（简称集中式）和分散采集式（简称分布式）两大类型。
3.在一般测量系统中信号调理的任务较复杂，除了实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理（Signal Conditioning），相应的执行电路统称为信号调理电路。
智能仪器期末复习精选
第三章 8×C552 单片机指令系统概述
期末复习
2、试编出把 8031 外部 RAM 的 2050H 单元中内容和 2060H 单元中内容相交换的程序。
外部 RAM 单元之间的数据不能直接传送，可通过累加器 A 和工作寄存器 R0 作为缓冲存储 单元，相应程序为（设 2050H 中内容为 X，2060H 中内容为Y）：
第一章 导 论
1、智能仪器的四个组成部分 智能仪器是以微处理器为核心的电子仪器，本质上属于嵌入式计算机系统。
期末复习
主
机
微处理器
程序存储器
数据存储器
电 路
MPU
（ROM）
（RAM）
内部总线
I/O接口
键盘/显示接口
A/D 转换器
D/A 转换器
键盘
显示
被测量量
输入 电路
模拟 执行器
模拟量输入输出
人机接口
(3×16)
比较器 输出 选择
串行 I2 C口
监视 定时器
T3
P0 P1 P2 P3 TxD RxD
P5 P4 CT0I～CT3I T2 RT2
CMSR0～CMSR5 RST EW CMT0，CMT1
第二章 8×C552 单片机结构概述
1、8×C552 的中断源
8×C552的15级中断源为： ① INT0 、 INT1 外部中断（2个） ② T0、T1溢出中断（2个） ③ T2字节/字溢出中断 ④ 4个T2捕捉中断（4个） ⑤ 3个T2比较中断（3个） ⑥ A/D转换中断 ⑦ UART串行口中断 ⑧ I2C串行口中断。
期末复习
1、8×C552/MCS-51 的七种寻址方式及其特点。
① 寄存器寻址：指令的操作数放在累加器A、数据指针DPTR或工作寄存器R0～R7中，指 令码内含有操作数所在的寄存器号。
智能仪器复习提纲
第一章绪论什么是智能仪器：智能仪器是计算机与测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。
智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展。
1.1 智能仪器发展概况各个时期的发展：50年代：模拟式（指针式）仪器；60年代：数字式仪器；70年代：独立式智能仪器（简称称智能仪器）；80年代初：个人仪器（PC仪器）；80年代后期：虚拟仪器。
1.2智能仪器发展趋势1、微型化2、多功能化3、人工智能化4、网络化1.3 智能仪器的分类、组成和特点从发展应用的角度看，智能仪器分为微机内嵌式和微机扩展式两大类。
微机内嵌式：将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中，仪器包含一个或多个微机，属于嵌入式系统。
智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路等部分。
微处理器是仪器的核心；存储器包括程序存储器和数据存储器用来存储程序和数据；输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等，完成信号的滤波、放大、模数转换等；输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理器处理后的数字信号转换为模拟信号；人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁，操作者可通过键盘仪器发出控制指令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来；通信接口电路实现仪器与计算机或其它仪器的通信。
智能仪器的特点：1、操作自动化2、自测功能3、数据分析和处理功能4、友好的人机对话功能5、可程控操作能力1.4智能仪器设计要求、原则及步骤智能仪器设计的基本要求：功能及技术指标要求、可靠性要求、便于操作和维护、仪器工艺结构与造型设计要求智能仪器的设计原则：1、从整体到局部(自顶向下)的原则2、较高的性能价格比原则3、开放式设计原则智能仪器的设计步骤：1、确定设计任务2、拟定总体设计方案3、方案实施：（1）根据仪器总体方案，确定仪器的核心部件：单片机、信号处理器（DSP）、可编程控制器（PLC）或微计算机（MPC）等（2）设计和调试仪器。
智能仪器复习提纲
第一章1.智能仪器主要特点2、智能仪器的发展趋势3、促进智能仪器发展的新技术第二章智能仪器中的微处理器一、根据系统对单片机的硬件资源要求进行选择，考虑的因素主要包括：第三章数据采集技术1.数据采集系统中选用放大器总的要求是什么？2.逐次逼近型A/D转换器的基本原理和主要特点。
3. 双积分式A/D转换器特点4.采样保持器原理5.常见的采样-保持电路，并说明其工作方式6.A/D转换器与微处理器相连应考虑的问题7.SSR应用中应注意的问题第四章1．画出数字量输出通道结构图，说明输出通道的特点。
2.画出DAC的总体结构图，说明DAC的主要技术特性第五章1.解释什么是串键以及处理串键的两种技术。
2无论键盘系统采用何种组织形式和工作方式，键盘的处理都应包含以下内容：3键盘的组织和工作方式4.led静态显示方式5.led动态显示方式6.在进行LED动态显示控制时,要遵循的规则有第六章1.解释usb数据流的四种基本数据传送类型。
2. 画出单向数字通信系统的结构图，并解释各模块的主要功能。
3解释数字调制技术及调制方法的分类4解释奇偶校验码第七章1.软件陷阱一般安排在什么地方。
2.接地设计应注意的方面？3.解释电源干扰的三种类型。
4.RAM的自检5.显示装置的检查6.干扰的来源与特点7.静电耦合：8.磁场耦合9.双绞线的抗干扰原理及其使用10.金属屏蔽线的抗干扰原理及使用11.抑制扁平电缆的窜扰的措施12.影响智能仪器可靠性的外因是指智能仪器所处工作环境中的外部设备或空间条件导致系统运行的不可靠因素13.时间冗余技术14.指令冗余技术15.看门狗”技术第八章1.列出智能仪器中常用的四种线性结构并作简要说明。
2.解释链表的链式结构编程计算分析P29 通用放大器计算P51程序P80 程序P97 程序P109程序锯齿波发生器阶梯波发生器正弦波发生器P191程序P193程序P196程序P197程序P198程序。
智能仪器复习资料
1.什么是智能仪器?其主要特点是什么?智能仪器是计算机技术和测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用，因而被称为智能仪器。
特点：1操作自动化2具有自测功能3具有数据分析和处理能力4具有友好的人机对话功能5具有可程控操作能力。
1.2简述内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能由硬件和软件组成。
硬件包括微处理器，存储器，输入/出通道，人机接口电路，通信接口电路等。
功能：微处理器仪器核心，存储器包括数据存储器和程序存储器，用来存储程序和数据。
输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等，完成信号的滤波，放大，模数转换。
输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理后的数字信号转换为模拟信号。
人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁。
操作者可通过键盘向仪器发出控制命令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来。
通信接口可实现仪器与计算机和其它仪器的通信。
2.1智能仪器常用放大器的种类和特点？程控放大器：为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：输入阻抗和共模抑制比高、误差小、稳定性好。
隔离放大器：输入端和输出端各有不同的参考点。
可保护电子仪器设备和人生安全，提高共模抑制比，获得较精确的测量结果。
2.2常见的A/D转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理⑴并联比较型A/D转换器：转换速度快,但是随着输出位数的增加所需器件数增加速度很快⑵逐次逼近型A/D转换器：抗干扰能力差，所以在A/D转换器之前一般要加采样/保持器锁定电压。
⑶双积分型A/D转换器：能起到滤波作用提高了抗干扰能力。
由于转换速度依赖于积分时间，所以转换速度慢。
⑷Σ-△调制型A/D转换器：制作成本低,提高有效分辨率.采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。
《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(复习专用)
1-1什么是智能仪器？智能仪器的主要特点是什么？参考资料：在仪器科学与技术领域，人们将微型计算机技术与测量技术相结合出现了完全突破传统概念的新一代仪器-----智能仪器，它是电子仪器发展史上的第三代产品。
智能仪器是含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断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。
1-2画出智能仪器通用结构图，简述每一部分的作用。
参考资料：硬件部分的通用结构框图如上图所示，主要包括主机电路、信号输入输出通道、人-机接口电路和通信接口电路四部分。
其中主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，它通常由微处理器（MPU ）、程序存储器、数据存储器及输出（I/O ）接口电路组成。
主机电路可以选择单片机，也可以选择通用计算机。
信号输入输出电路包括模拟量输入输出电路及开关量输入输出电路两部分。
模拟量输入输出电路由模拟量输入电路、A/D 转换器、D/A 转换器及模拟执行器等组成，用于实现对输入模拟量的调理、数字化转换以及将输出数字量转化为模拟量进而驱动模拟执行器等功能；开关量输入输出电路用于实现开关量的输入及输出功能。
需要指出的是信号输入输出电路可以根据处理的信号性质（如为模拟信号）选择其中一种电路（如模拟量输入输出电路）。
人-机接口电路主机实现操作者和仪器之间的信息交流功能，包括参数的设置、测量信号显示和打印等功能。
它由键盘、显示器、打印机等及其接口电路组成。
通信接口用于实现仪器与计算机的联系，使仪器接受计算机的程控命令，将仪器测量的数据上传给计算机，以便进行数据分析和处理。
目前常用的仪器通信接口有GP-IB微处理器（MPU ） 程序存储器 I/O 接口 开关量 输出 外部仪用 标准总线 标准仪用通信接口 开关量 输入 A/D 键盘 模拟量 输入 D/A 数据存储器显示器 键盘显示接口 模拟执 行器 I/O 接口 主机电信号输入输出 人-机接口 通信接口通信接口、RS-232C接口以及应用于集散控制系统中的CAN总路线接口和以太网接口等。
智能仪器复习资料
1、智能化测量控制仪表的基本组成框图，以及各部分功能。
1）组成框图：2）各部分作用：单片机：是仪表的主体，主要进行数据处理。
程序存储器：对于小型仪表来说，单片机内部的存贮器已经足够，大型的仪表要进行复杂的数据处理，或者要完成复杂的控制功能，其监控程序较大。
测量数据较多，这时就需要在单片机外部扩展片外存储器。
A/D转换接口：把被测量的模拟信号转换成数字信号，通过输入通道进入单片机内部。
键盘：向单片机置入的各种命令。
D/A转换：把单片机发出的数字信号转换后成为能够完成某种控制功能的模拟电压。
显示器接口：可接显示器、数码管等，实现人机交换功能。
打印机：一般采取微型打印机，打印输出处理结果。
通讯接口：通过GPIB或者RS-232接口总线与其它的仪器仪表甚至计算机作远距离通讯，以达到资源共享的目的。
2、自检的定义及分类。
所谓自检，就是仪表对其自身各主要部件进行的一种自我检测过程，目的是检查各部件的状态是否正常，以保证测量结果的正确性。
自检一般可分为开机自检、周期性自检和键控自检三类。
开机自检是每当接通电源或复位时，仪表即进行一次自检过程。
周期性自检是在仪表的工作过程中，周期性地插入自检操作；它是完全自动的，通常在仪表工作的间歇期间插入，不干扰正常测量过程(除非是检查到故障)，它是不为仪表操作者所察觉的。
键控自检是在仪表的面板上设置一个专门的自检按键，需要时可由操作人员启动仪表进行自检。
3、智能仪器硬件设计对单片机的选择应考虑的因素有哪些？应考虑的因素：字长、寻址能力、指令功能、执行速度、中断能力以及市场对这种单片机的软硬件支持状况等。
1、单片机的两种节电方式：空闲和掉电方式。
2、试画出单片机与外部存储器，I/O端口的连接图，并说明为什么外扩存储器时P0口要加接地锁存器，而P2口却不用加接？（图见书24页）P0口在进行外部扩展时分时复用，在读写片外存储器时，P0口先送出低8位地址信号，该信号只能维持很短的时间，然后P0口又送出8位数据信号。
智能仪器期末复习要点
智能仪器期末复习第一章一、智能仪器：是计算机技术与测试技术相结合的产物，含有微计算机或微处理器的测量仪器。
二、虚拟仪器：通常由计算机、仪器模块、软件模块3部分组成。
三、智能仪器发展趋势：1、微型化2、多功能化3、人工智能化4、网络化四、智能仪器的分类：1、微机内嵌（内藏）式2、微机扩展式五、智能仪器由两大部分组成：硬件部分、软件部分。
六、智能仪器的特点：1)操作自动化2)自测功能3)数据分析和处理功能4)友好的人机对话功能5)可程控操作能力第二章一、单通道结构: 当被测信号只有一路时采用。
传感器—信号调理电路—S/H—A/D—CPU 多通道结构：P10二、传感器的分类：按转换原理分类：物理传感器和化学传感器按输出信号分类：模拟传感器、数字传感器和开关传感器三、传感器性能指标：线性范围、精度、灵敏度、稳定性、频率响应特性四、放大器：1、程控放大器(PGA)：程控反相放大器、程控同相放大器、集成程控放大器2、隔离放大器：1)光电耦合隔离放大器2)变压器耦合隔离放大器3)电容耦合隔离放大器五、模拟多路开关：机械触点式开关和集成模拟电子开关六、A/D转换器过程：采样→量化→编码七、并联A/D由分压电阻链、电压比较器、寄存器、优先编码器组合成八、A/D技术指标有转换精度（采用分辨率和转换误差来描述）和转换速度九、A/D转换器与微处理器相连应考虑的问题：（1）数据输出线的连接，按数据线的输出方式主要分为并行和串行两种。
（2）A/D转换的启动信号的连接；（3）转换结束信号的处理方式；（4）时钟的提供；（5）参考电压的接法；开关量输入通道结构P48第三章一、模拟量输出通道是将微机输出的数字量转换成适合与执行机构所要求的模拟量的环节二、单路模拟量输出通道的结构：微型计算机—寄存器—D/A—放大/变换电路—执行机构三、（重）D/A转换原理（分类）：权电阻网络D/A转换器、倒T型电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器等。
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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1.什么是智能仪器?其主要特点是什么?智能仪器是计算机技术和测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用，因而被称为智能仪器。
特点：1操作自动化2具有自测功能3具有数据分析和处理能力4具有友好的人机对话功能5具有可程控操作能力。
1.2简述内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能由硬件和软件组成。
硬件包括微处理器，存储器，输入/出通道，人机接口电路，通信接口电路等。
功能：微处理器仪器核心，存储器包括数据存储器和程序存储器，用来存储程序和数据。
输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等，完成信号的滤波，放大，模数转换。
输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理后的数字信号转换为模拟信号。
人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁。
操作者可通过键盘向仪器发出控制命令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来。
通信接口可实现仪器与计算机和其它仪器的通信。
2.1智能仪器常用放大器的种类和特点？程控放大器：为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：输入阻抗和共模抑制比高、误差小、稳定性好。
隔离放大器：输入端和输出端各有不同的参考点。
可保护电子仪器设备和人生安全，提高共模抑制比，获得较精确的测量结果。
2.2常见的A/D转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理⑴并联比较型A/D转换器：转换速度快,但是随着输出位数的增加所需器件数增加速度很快⑵逐次逼近型A/D转换器：抗干扰能力差，所以在A/D转换器之前一般要加采样/保持器锁定电压。
⑶双积分型A/D转换器：能起到滤波作用提高了抗干扰能力。
由于转换速度依赖于积分时间，所以转换速度慢。
⑷Σ-△调制型A/D转换器：制作成本低,提高有效分辨率.采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。
逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。
然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。
重复此过程，直至逼近寄存器最低位。
转换结束后，将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。
逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。
双积分法采用双积分法的A/D转换器由电子开关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。
基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把此时间间隔转换成数字量，属于间接转换。
双积分法A/D转换的过程是：先将开关接通待转换的模拟量Vi，Vi采样输入到积分器，积分器从零开始进行固定时间T的正向积分，时间T到后，开关再接通与Vi极性相反的基准电压VREF，将VREF输入到积分器，进行反向积分，直到输出为0V时停止积分。
Vi越大，积分器输出电压越大，反向积分时间也越长。
计数器在反向积分时间内所计的数值，就是输入模拟电压Vi所对应的数字量，实现了A/D转换。
2.3 A/D转换器的主要技术指标和选用原则。
1）分辨率2）转换速率3）量化误差4）偏移误差5）满刻度误差6）线性度2.4常用单片机控制ADC的方法有哪些?⑴程序查询方式⑵延时等待方式⑶中断方式2.7在设计智能仪器时选择模拟多路开关要考虑的主要因素?⑴通道数量⑵泄漏电流⑶导通电阻⑷开关速度3.1 D/A转换器有哪几类?有什么特点?技术指标⑴倒T型电阻网络D/A转换器：阻值只有R和2R两种，精度容易保证,而且流过2R电阻电阻的电流直接流入运算放大器的输入端，提高了转换速度；⑵权电阻网络D/A转换器：结构简单,所用电阻元件少,但各电阻相差较大,在集成芯片中很少应用；⑶权电流型D/A转换器：采用恒流源后，由于恒流源内阻极大，相当于开路，所以各支路权电流的大小不受开关导通电阻和电压的影响，降低了对开关电路的要求,提高了转换精度。
技术指标：转换精度：分辨率，转换误差；转换速度3.2微处理器的输出信号驱动执行机构时应考虑哪些问题？种类和特点不能直接驱动执行机构，需要经过锁存器，并经过隔离和驱动电路才能与执行机构相连。
小功率驱动接口电路：具有10~40mA的驱动能力采用小功率三极管和集成电路作为驱动电路；中功率驱动电路：具有50~500mA驱动能力,采用达林顿管或中功率三极管驱动；固态继电器输出接口电路:由固态电子元件组成的新型无触点功率型电子开关。
3.3对电压测量的基本要求⑴频率范围宽⑵电压测量范围广⑶输入阻抗高⑷测量准确度高⑸抗干扰能力强4.1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。
4.2非编码矩阵式键盘的识键方法及原理扫描法：为由4×8矩阵组成的32键键盘与单片机的接口电路。
8155的端口PC工作于输出方式，用于行扫描。
端口PA工作于输入方式，用来读入列值。
采用程序扫描工作方式，扫描法步骤如下。
①判断键盘上有无键闭合。
使PC口输出扫描字00H，读PA口状态。
若PA0—PA7都为1．则无键闭合；若不都为1，则有键闭合。
2.消除键抖动影响。
在检测到有键闭合后，软件延时l0一20 ms后再检测有无键闭合。
如有键闭合则予以确认。
③若有键闭合，则确定闭合键的键值。
从PC口依次使键盘的一根行线为0，输出不同的扫描字。
例如，先令RC0为，PC1—PC3为1，即扫描字为FEH，然后读取PA0—PA7的值。
若其中某位为0，则这次扫描到有键闭合；若PA0—PA7都为1，则无键闭合，再从PC口输出扫描字FDH，即PC1为0、对下—行进行扫描……对应x0~x3行的扫描字分别为FEH，FDH，FBH和F7H。
闭合键的键号＝行号×8十列号,例如，当PC口输出扫描字FBH时(PC2为0，PC口其余口线为1)，若检测到PA0为0，则闭合键的键值为2×8十0＝10H；若检测到PA7为0．则闭合键的键值为2×8十7＝17H。
④为了保证键每闭合一次，CPU仅做一次处理，在程序中需要等待闭合键释放以后再转去执行相应的键处理程序。
线反转法：妇描法要远行扫描查询，当按下的键是在最后一行时，则要经过多次扫描才能获得键值，而如果采用线反转法，则只需经过两个步骤即可。
线反转法的原理如图4．11所示，反转法两个步骤如下。
①将P1.7~P1.4作为输出线，将P1.3~P1.0作为输入线，并使Pt口输出为0FH(即P1.7~PI1.4为0000)。
若无键按下，则输入口线P1.3—P1.0为1111；若有键按下，则输入口线P1.3~P1.0上的数据不为全l(若图中1键按下，则Pl.3~P1.0。
为1110)，将该数据存入内存某一单元N中。
②将第一步中I／()口线的传送方向反转过来，即原来作为输出的P1.7~Pl .4口线作为输入线，原来作为输入的Pl.3~P1.0口线作为输出线。
使输出口线输出0000，然后读入输入口线的数据(若图中1键按下，则Pl .7~PI1.4为1101)，将该数据存人内存某一单元N十1中，最后将N十l单元中的数和N单元中的数拼接起来，就是按下键的特征码。
4.3LED显示器的显示方式及特点静态显示方式：静态显示方式是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二报管恒定导通或截止，使显示字符的字段连续发光。
动态显示方式：当显示位数较多时，宜采用动态显示方式。
所有位的段选线并联起来，由一个8位I／O端口控制，而各位的共阳极或共阴极分别由相应的I／O端口控制，形成各位的轮流选通，即LED显示器分时轮流工作，每次只能使一个器件显示1—5M。
由于入的视觉暂留现象和发光二极管的余辉效应，人眼仍感觉所有的器件都在同时显示，获得稳定的视觉效果。
此种显示方式的优点是占用I／O端口少，随着高亮度LED数码管的出现，动态显示同样可以达到很好的显示效果。
4.4触摸屏的技术要求及种类各有什么特点？技术要求：①工作稳定性②手写文字和图形识别③价格低④功耗少分类：①电阻式触摸屏：经济性很好，供电要求简单，非常容易产业化，适用的应用领域广，耐磨性较差；②红外线触摸屏：价格便宜，安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸，任何细小的外来物都会引起误差。
③电容式触摸屏：透光率和清晰度优于四线电阻式，反光严重，存在失真④表面声波触摸屏：对原显示器的清晰度影响小，对触摸的感知分辨率很高，4.5LCD显示器的结构及工作原理与微处理器接口电路编程结构：包括上下偏振片、反光板、正背面电极、基板、液晶材料等工作原理：借助外界光线照射液晶材料而实现显示的被动显示器件。
它利用液晶分子排列结构的可极化性和旋光性进行工作。
经久耐用，对表面粗糙度要求高。
5.1智能仪器数据处理的优点？①可用程序代替硬件电路完成多种运算②能自动修正误差③能对被测参数进行复杂的计算和处理④能进行逻辑判断⑤精度高，稳定可靠，抗干扰能力强常用的数字滤波算法有哪些？各有什么特点？适应于什么场合？常用的数字滤波算法有程序判断滤波、中值滤波、算术平均值滤波、去极值平均滤波、递推平均值滤波、加权递推平均值滤波、一阶惯性滤波、高通数字滤波、复合数字滤波等。
5.3与硬件滤波器相比，采用数字滤波器有何优点？1、用程序滤波，降低成本2、可靠性高，稳定性好。
3、可以对很低的信号进行滤波4、可以改变滤波器的参数，使用方便、灵活。
6.1以电压表为例，简述其自动零点调整功能的原理。
答：自动零点调整的原理，首先微处理器通过粗陋控制继电器吸合使仪器输入端接地，启动一次测量并将测量值存入RAM的某一确定单元中，接着微处理器通过输出口又控制继电器释放，使仪器输入端接被测信号，最后微处理器再做一次减法运算，并将此差值作为本次测量结果加以显示。
6.2自检方式有几种？常见的自检内容有什么？自检方式：开机自检、周期自检、按键自检内容：ROM自检、RAM自检、键盘与显示器自检、输入自检、输出自检、总线自检6.3简述ROM、RAM的自检过程7.1 智能仪器硬件抗干扰的方法。