智能仪器仪表设计题目
2019电赛仪器仪表类题目
2019电赛仪器仪表类题目
2019年全国大学生电子设计竞赛的仪器仪表类题目共分为三道，题目内容与要求如下：
1. 题目一：超声波测距与避障系统
要求参赛者制作一个能够实时检测前方障碍物距离，并自动调整运动方向以实现避障的智能小车。
具体要求如下：
小车需能够自动检测前方1m范围内的障碍物，并发出声、光报警信号；小车在检测到障碍物后，应能够自动减速并调整运动方向，以实现避障；小车应能够通过无线模块将检测到的障碍物距离信息发送至手机APP。
2. 题目二：智能温湿度控制系统
要求参赛者制作一个能够实时监测并调节室内温湿度的智能控制系统。
具体要求如下：
系统应能够通过传感器实时监测室内温湿度，并将数据发送至手机APP；系统应能够根据用户设定的温湿度范围自动调节空调、加湿器等设备的运行状态，以保持室内环境舒适；
系统应具备语音提示功能，能够实时播报室内温湿度信息。
3. 题目三：智能音频分析仪
要求参赛者制作一个能够对音频信号进行实时采集、分析和处理的系统。
具体要求如下：
系统应能够通过音频接口实时采集音频信号；
系统应能够对采集到的音频信号进行频谱分析、噪声去除、语音识别等处理；
系统应具备可视化界面，能够实时显示音频信号的波形、频谱等信息；
系统应具备语音合成功能，能够将处理后的音频信息以语音形式输出。
以上为2019年全国大学生电子设计竞赛仪器仪表类题目的简要介绍，建议查看全国大学生电子设计竞赛官网获取更多信息。
智能仪器设计基础 试卷(仪器仪表工程硕士)
课程名称： 姓名： 考试占用时间：
题号 题分 得分 一 50 二 30
智能仪器设计基础 学号： 120 分钟
三 20 四 五
适用专业、班级： 学院：
仪器仪表工程
资源环境与化工学院 开卷
十 总分 100 累分人 签名
考试形式（开卷或闭卷） ：
得分
评阅人
2、简述限幅滤波的基本原理，并给出相关程序。
第 3 页 共 4 页
三、综合题(共 20 分)
利用 80C51 单片机和 AD574 设计一个多路数据采集系统，给 出相关硬件电路与巡回数据采集程序。 (硬件电路给出 80C51 与 AD574 的连接即可)
位 TCON IE IP TMOD D7 TF1 EA — GATE D6 TR1 — — C/T D5 TF0 — — M1 D4 TR0 ES PS M0 D3 IE1 ET1 PT1 GATE D2 IT1 EX1 PX1 C/T D1 IE0 ET0 PT0 M1 D0 IT0 EX0 PX0 M0
第 1 页 共 4 页
3、键盘有哪几种组成方式？各有何特点？
4、与硬件滤波器相比，数字滤波器有何值是如何进行的。
第 2 页 共 4 页
二、设计题(每题 15 分，共 30 分) 1、设计一个由 8031 单片机控制的程控增益放大器的接口电路，给出 硬件电路和放大倍数计算过程。
六 七 八 九
考生注意事项： 1、 本试卷共 4 页， 请查看试卷中是否有缺页或破损。 如有立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。
一、 简答题(每题 10 分，共 50 分)
1、简述数据采集系统基本结构形式，并比较其特点。
智能仪器设计题目
《智能仪器设计》设计要求及题目设计要求：一、 13周-14周进行方案设计，并在15周前做出设计方案论证报告的PPT文档，地点电子信息实验室。
二、 15周11211班同学进行设计方案讨论，16周11212同学进行设计方案讨论。
地点教室。
要求每组选择一名同学讲解汇报设计方案（10分钟），回答问题10-15分钟（每个同学均需回答问题），计入期中考试成绩。
三、 5人一组，每组同学要有合理的分工（有一定工作量），最后检查所画电路的原理图（最好画出部分电路的PCB版图），负责软件设计的同学至少要画出流程图（用Visio软件画），最好能用LabVIEW软件做出上位机界面设计。
四、 17周每人写出设计方案论证报告并上交1.概述技术的发展概述、用途2.设计要求基本技术要求、系统功能、精度指标、使用环境3. 系统方案设计系统组成、总体设计方案、系统硬件电路设计（传感器、主控制器、数据采集器、显示器、电源设计）、软件模块的设计（上位机软件、下位机软件、流程图）、通信系统、系统外形设计、抗干扰设计。
4.实现的可行性论述项目研制起止时间、以往工作研究基础、目标任务及实现可行性论述5.验收与交付验收项目名称、验收方法、各种参数测试、功能测试6.研制费用7. 设计参加人员（分工）五、画出完整的硬件电路原理图六、写出设计的收获与体会七、全部打印，不能互相抄袭，两个报告相同时不给成绩、第17周周五交。
题目一、集散式粮库温湿度测控系统系统可分为上位机和下位机两部分。
下位机部分是研制一台数据采集器，可对粮仓内的200点温度、30点湿度进行巡检，一旦出现异常报警，则控制三台风机及时通风。
通过RS485总线将采集到的数据传送到上位机显示、存储，传输距离大于2千米。
所研制的数据采集器工作可靠、抗雷击、抗干扰、防熏蒸能力强。
上位机负责管理下位机。
每台上位机可管理1～255个数据采集器，并对数据采集器传送的数据进行显示、存储（保留一个月已内的数据）、打印，并能显示粮仓内传感器的安装位置。
智能仪器课程题目、辅导及要求
课程设计安排一、课程设计题目（以下课程设计题目按学号顺序分配，落实到人。
一人一个题目）1.题目：电烤箱的智能温控仪表设计功能及技术指标：⑴电烤箱由1kW电加热器加热，最高温度为120°C。
⑵电烤箱的温度可以设置，电烤过程恒温控制为设置的温度，温度控制误差≤±2°C。
⑶可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1°C。
⑷当实际温度超出设置温度±5°C时发出报警⑸采用STC89C51单片机和12Hz的晶振；采用AD590温度传感器。
⑹采用位式控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。
2.题目：快式热水器的智能温控仪表设计功能及技术指标：⑴用两位数码管显示出水温度。
⑵水温范围为：00~99°C，检测和显示的精度为1°C。
⑶设置5个功率档位指示灯：1~2档，一个灯亮；3~4档，两个灯亮；5~6档,3个灯亮；7~8档,4个灯亮；9档，5个灯亮。
0档无功率输出，档位灯不亮。
⑶设置3个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。
加热功率分为0~9档，按加键可依此递增至9档；按减键可依此递减至0。
0~9档功率依次为0、1/9P、2/9P、3/9P、4/9P、5/9P、6/9P、7/9P、8/9P、P。
⑷出水温度超过65°C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到45°C时，开始加热。
⑸采用可控硅控制加热功率⑹传感器为热敏电阻。
⑺采用89C51单片机。
3.题目：电热水器的智能温控仪表设计功能及技术指标：⑴电热水器由800W电炉丝加热，最高温度为100°C。
⑵电热水器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差≤±2°C。
⑶可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1°C。
⑷当实际温度超出设置温度±10°C时发出报警⑸采用AT89S51单片机和12Hz的晶振；采用AD590温度传感器。
智能仪器设计基础考试重点题目
智能仪器设计基础考试重点题目1、智能仪器的发展趋势（1）微型化（2）多功能化（3）人工智能化（4）网络化2、智能仪器的分类、组成和特点（1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。
（2）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。
1操作自动化○2具有自测功能○3具有数据分析和处理功（3）智能仪器的特点○4具有友好的人机对话功能○5具有可程控操作能力能○2.1常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？答：类型（1）并联比较型A/D转换器（2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器（4）￡-△调制型A/D转换器1转换速度快，2精度、特点：○随着转换位数的增加，所需的硬件个数多○速度、3精度高、4和价格均适中，抗干扰能力差○抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化2.4模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。
答：（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。
1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同（2）多通道结构：○2多通道共享结构：步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大○适合对转换要求不高的系统。
通道速度慢，元件开销少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是什么？答：（1）通道数量（2）泄漏电流（3）导通电阻（4）开关速度4.1为什么要消除键盘抖动？消除键盘抖动的方法？实现的原理是什么？答：因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判多次操作。
方法一：硬件去抖动，利用RS触发器的互锁功能去抖动，可以得到理想的按键输出波形。
方法二:软件延时去抖动，通过CPU首次检测到按键按下或松开信息时，延时一段时间，从而躲过抖动期，等待按键稳定后，CPU再次检测，确定按键的状态。
智能仪器仪表设计题目
智能仪器仪表设计题⽬智能仪器仪表设计⼀、题⽬多功能智能奶瓶设计⼆、设计⽬标及技术要求在喂⾷婴⼉奶粉时，⽬前⼤多是由⼤⼈⽤⼿或者⾆头去感觉奶粉的温度,⽽⼿的⽪肤粗糙度和外界环境温度都会影响感温的准确性，容易发⽣烫伤⼩孩的事故；若⼤⼈患病时，⽤⾆头去感知则会将病菌传给婴⼉，导致严重后果。
因⼯作等原因许多妈妈成为背奶⼀族，母乳质量受存储时间和存储⽅式的影响,若存储时间过长或⽅式不对，都将导致母乳酸变⽽不能⾷⽤。
因此，婴⼉喝奶时，温度是否合适，质量是否安全，是每⼀位家长重点关⼼的问题。
为避免上述各种情况的发⽣，针对婴⼉奶的温度和PH值，设计⼀种多功能智能奶瓶，能够快速智能地检测出瓶中婴⼉奶的冷热度和新鲜度。
选取合适的传感器和微处理器实现参数实时采集，采⽤LED显⽰器实时显⽰出检测结果，告知使⽤者瓶中婴⼉奶的具体温度值和PH值，并对测量结果进⾏分析，利⽤指⽰灯提⽰是否适宜⾷⽤，不适宜时，同时给出原因。
三、设计思路1、确定总体⽅案根据多功能智能奶瓶的需求，撰写设计总体⽅案。
2、系统硬件选型深⼊分析婴⼉奶温度和PH值的检测范围、精度等，选取合适的硬件，如传感器、单⽚机、显⽰模块、指⽰灯等。
3、系统软件开发根据系统总体⽅案，确定软件架构，进⽽详细设计。
4、系统集成及调试搭建系统硬件，运⾏软件，测试是否满⾜系统需求。
四、具体设计过程要求1、对该智能奶瓶的基本输⼊输出系统、测试、控制、显⽰及提⽰等环节能进⾏设计和系统集成。
2、说明所设计的智能仪器的⼯作原理和⼯作过程。
3、对设计结果进⾏必要的分析。
4、按时完成设计报告。
5、撰写⼼得体会。
⼀、题⽬⾼压系统绝缘检测电路设计⼆、设计⽬标及技术要求选择⼀种“⾼压系统绝缘检测⽅法”，根据已选定的“⾼压系统绝缘检测⽅法”，完成相关电路设计和软件仿真。
（1）对两种以上的“⾼压系统绝缘检测⽅法”进⾏对⽐，并选中其中⼀种⽅法。
（2）根据选定的“⾼压系统绝缘检测⽅法”，独⽴完成⾼压系统绝缘检测⽅法电路仿真及设计。
智能仪器设计课程设计——题目
《智能仪器设计基础课程设计》----40题目如下课设题目可采用A Tmega16、STC89C51或是C8051330单片机实现。
各仪表均采用AC220V供电，开关电源（输入电压AC：85V～265V 50Hz，开关电源输出电压为DC12V，若需要输出4~20mA电流时，可以选择输出电压为DC24V的开关电源）。
1、设计一个测量远距离室内温度监控系统，具有8路模拟输入通道，每一通道每秒检测100次。
测量范围为0 oC~200 oC，测量精度为±1 oC。
系统测量环境温度为25oC。
根据题目要求选择合理的传感器、放大器、A/D转换器、采样保持器和多路开关组成前向通道采集电路，并搭建后向通道电路，通过继电器驱动负载。
要求系统具有抗干扰功能、人机界面功能和与上位机通信的能力。
解释各部分的工作原理，并进行误差分析。
2、设计一个测量远距离室内湿度监控系统，具有8路模拟输入通道，每一通道每秒检测50次。
测量范围为0~100%RH，测量精度为±1%RH。
系统测量环境温度为25oC。
根据题目要求选择合理的传感器、放大器、A/D转换器、采样保持器和多路开关组成前向通道采集电路，并搭建后向通道电路，通过继电器驱动负载。
要求系统具有抗干扰功能、人机界面功能和与上位机通信的能力。
解释各部分的工作原理，并进行误差分析。
3、设计一个测量远距离室内压力监控系统，具有8路模拟输入通道，每一通道每秒检测100次。
测量范围为1~5Mpa，测量精度为1.5%。
系统测量环境温度为25oC。
根据题目要求选择合理的传感器、放大器、A/D转换器、采样保持器和多路开关组成前向通道采集电路，并搭建后向通道电路，通过继电器驱动负载。
要求系统具有抗干扰功能、人机界面功能和与上位机通信的能力。
解释各部分的工作原理，并进行误差分析。
4、设计一个测量远距离室内流量监控系统，具有8路模拟输入通道，每一通道每秒检测50次。
测量范围为10m3/h，测量精度为2%。
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。
智能仪器仪表人机交互考核试卷
6.智能仪器仪表的软件开发不需要考虑用户的使用习惯。（×）
7.智能仪器仪表可以通过网络实现远程升级和故障诊断。（√）
8.智能仪器仪表的每一个部件都可以独立工作，不需要协同配合。（×）
9.智能仪器仪表在医疗领域的作用仅限于诊断。（×）
A.硬件故障
B.软件故障
C.网络故障
D.信号故障
15.以下哪个不是智能仪器仪表的维护方法？（）
A.定期检查硬件
B.更新软件
C.拔插设备
D.避免潮湿环境
16.以下哪个不是智能仪器仪表的优点？（）
A.提高生产效率
B.降低生产成本
C.提高产品质量
D.减少人力资源
17.以下哪个不是智能仪器仪表的发展趋势？（）
4.讨论智能仪器仪表的发展趋势，以及这些趋势可能对未来的工业生产和日常生活带来的影响。
标准答案
一、单项选择题
1. D
2. C
3. C
4. D
5. C
6. D
7. C
8. A
9. D
10. D
11. D
12. D
13. A
14. C
15. D
16. D
17. D
18. A
19. D
20. D
二、多选题
2.人机交互设计原则包括易用性、直观性、一致性和反馈性。例如，智能仪器仪表界面设计应简洁直观，操作逻辑一致，提供及时反馈，以提升用户体验。
3.智能仪器仪表在医疗领域提供精确数据支持，如心电图机、超声波诊断仪等，对病情诊断、治疗监测等具有重要意义。
4.智能仪器仪表发展趋势包括微型化、网络化和智能化，将推动工业生产自动化、远程医疗、智慧城市建设等领域的发展，改善人们的生活质量。
智能仪器仪表电路设计考核试卷
B.电流需求变化
C.电路抗干扰能力要求高
D.电源与负载距离较远
10.智能仪器中用于数据存储的设备可能包括以下哪些？（）
A. RAM
B. ROM
C. EEPROM
D.硬盘
11.以下哪些是智能仪器仪表中可能遇到的噪声源？（）
A.电源噪声
B.信号线干扰
C.环境RF干扰
D.电路板上的电磁干扰
D.线性范围与运放的供电电压有关
5.在智能仪器中，下列哪种存储器在断电后数据不会丢失？（）
A. RAM
B. ROM
C. EEPROM
D. SRAM
6.以下哪种接口通常用于微控制器与外部设备进行串行通信？（）
A. GPIO
B. UART
C. SPI
D. PCI Express
7.智能仪器仪表设计中，用于滤波目的的电容通常选择哪种类型的电容？（）
14. __________
15. __________
16. __________
17. __________
18. __________
19. __________
20. __________
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
D.光通信
4.在智能仪器仪表设计中，以下哪些电路可用于信号调理？（）
A.放大电路
B.滤波电路
C.电压跟随器
D.信号调制电路
5.以下哪些措施可以减少智能仪器仪表的功耗？（）
A.选用低功耗的微控制器
B.使用动态电源管理
C.减少不必要的硬件功能
D.提高工作电压
6.智能仪器中常用的模拟传感器类型包括哪些？（）
智能仪器设计复习题及答案
1、智能仪器有何特点？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PSEN为片外程序存储器的读选通信号，而RD和WR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。
智能仪器设计试题
A 0.75V B 7.875V C 7.5V D 8.25V
第 2 页
西安交通大学考试题
9、下列A/D转换器从原理上判断，哪种A/D的速度最快＿＿＿＿＿。
A 逐次逼近型； B 双积分型； C 并行比较型； D ∑ 型；
10、n位DAC最大的输出电压UOMAX为（＿＿＿＿＿）×UREF。
A 2n-1 B 2nC 2n+1 D 2n+1
15、下列通讯总线，不属于差分总线的是＿＿＿＿＿。
A RS-232 B RS-485/422 CUSB D 以太网
二．综合设计和分析题(55分)
1、图5所示电路是一个用8位D/A转换器和运算放大器组成的可变增益放大器。图中DAC的基准电源（VREF）与运放A1的输出引脚连接，而其模拟输出（Vout）连接到A1的反相输入端。（10分）
5分）
共 8 页第3页
图5
2、图6为一热水器水位监测装置示意图，图中虚线表示水位，A、B、C电极被水浸没时会有信号输出。当水面在C、B电极间时为正常状态，绿灯G亮；水面在B、A间或在C以上时，为异常状态，黄灯Y亮；水面在A以下时，为危险状态，红灯R亮。如果设三个电极为输入变量，水面超过电极时，电极输出信号为1，未超过电极时输出信号为0；设三个灯为输出变量，灯亮时表示状态1，灯灭时表示状态0，请回答下列问题。（10分）
A 能量变换基本型；B电路参数型；C反馈型；D参比补偿型
5、如图1所示的电路，试说明该电路一般用于智能仪器系统中的＿＿＿＿＿。
A 信号同相放大；B 信号反相放大；C 信号跟随/阻抗变换；D 信号隔离；
图知运放的电源电压为±12V，当UI=7V时，Uo=＿＿＿＿＿。
（1）简述该连接方式下，运用行扫描法的基本原理 （5分）
智能仪器课程设计题目6
智能仪器课程设计题目6一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能仪器的原理与功能，掌握基本组成和工作方式。
2. 学生能掌握智能仪器在实际应用中的技术参数和操作方法。
3. 学生了解智能仪器在生活中的应用，并能够列举至少三种常见的智能仪器。
技能目标：1. 学生能够独立完成智能仪器的组装和调试。
2. 学生能够运用所学的知识解决智能仪器使用过程中的简单故障。
3. 学生能够通过实际操作，展示智能仪器的功能，提高动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能仪器产生浓厚的兴趣，培养探索精神和创新意识。
2. 学生在学习过程中，增强团队协作能力，提高沟通表达能力。
3. 学生能够认识到智能仪器在科技发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生的知识深度，结合课程性质、学生特点和教学要求，旨在提高学生的理论知识和实践技能，培养他们独立思考和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够在实际应用中运用智能仪器，为我国科技事业的发展贡献力量。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 智能仪器原理与功能- 理解智能仪器的定义、分类和基本原理。
- 掌握智能仪器的核心组件、功能特点及工作方式。
- 了解智能仪器的发展历程及其在科技领域的应用前景。
教学内容参考教材第3章“智能仪器的原理与功能”。
2. 智能仪器操作与应用- 学习智能仪器的主要技术参数及其影响。
- 掌握智能仪器的操作方法、调试技巧和维护保养知识。
- 分析智能仪器在实际应用中的优缺点，探讨其改进方向。
教学内容参考教材第4章“智能仪器的操作与应用”。
3. 智能仪器实践案例- 介绍三种常见智能仪器（如智能温度控制器、智能测距仪、智能机器人）的组成、原理和操作方法。
- 实践操作智能仪器，进行组装、调试和故障排除。
- 分组讨论并展示智能仪器的实际应用案例，分享学习心得。
教学内容参考教材第5章“智能仪器实践案例”。
三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对于智能仪器的原理与功能等理论性较强的内容，采用讲授法进行教学，为学生系统讲解基本概念、原理和操作方法。
智能仪器课程设计题
智能仪器课程设计题一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握智能仪器的基本原理、结构和应用，培养学生具备分析和解决智能仪器相关问题的能力。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：学生能够了解智能仪器的定义、分类和发展历程；掌握智能仪器的基本原理、结构和主要组成部分；熟悉智能仪器的应用领域和前景。
2.技能目标：学生能够运用所学知识对智能仪器进行分析和设计；具备操作和使用智能仪器的基本技能；能够阅读和理解智能仪器的技术文档。
3.情感态度价值观目标：培养学生对智能仪器的兴趣和好奇心，提高学生对科技创新的认同感；培养学生团队合作、勇于探索和创新的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.智能仪器概述：介绍智能仪器的定义、分类和发展历程。
2.智能仪器的基本原理：讲解智能仪器的工作原理、核心部件及其功能。
3.智能仪器的结构与组成：详细介绍智能仪器的硬件结构和软件系统。
4.智能仪器的应用领域：阐述智能仪器在各个领域的应用案例和前景。
5.智能仪器的操作与维护：教授学生如何操作和使用智能仪器，以及如何进行日常维护。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：教师通过讲解、演示和案例分析，向学生传授智能仪器的相关知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生对智能仪器知识的理解和运用。
3.实验法：安排学生进行智能仪器实验，培养学生的动手能力和实际操作技能。
4.案例分析法：通过分析具体案例，使学生更好地了解智能仪器的应用和前景。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威、实用的智能仪器教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新研究成果，拓宽知识面。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以图文并茂的形式展示智能仪器的原理和应用。
4.实验设备：配备智能仪器实验设备，让学生能够亲自动手操作，提高实践能力。
《智能仪器设计基础》试题及答案
《智能仪器设计基础》试题及答案一、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 ）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。
（1）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。
（2）4. RS232 通信采用的是TTL电平，因此它的传输距离比485 短。
（2）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。
（2）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。
（2）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。
( 1)8. 软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。
（2）9. RAM 测试方法中，谷值检测法无法检测“ 粘连” 及“ 连桥” 故障。
（2 ）10.曲线拟合要求y=f（x ）的曲线通过所有离散点（x i ，y i ）。
（2）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:(b )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:(b )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( b )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( c )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( d )滤波算法。
智能仪器设计基础考试重点题目
１、智能仪器的发展趋势（１）微型化 (2)多功能化（３)人工智能化(4)网络化2、智能仪器的分类、组成和特点（1)从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类.（２）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。
(3）智能仪器的特点错误!操作自动化错误!具有自测功能错误!具有数据分析和处理功能错误!具有友好的人机对话功能错误!具有可程控操作能力2。
1常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么?答:类型(1)并联比较型A／Ｄ转换器 (２)逐次逼近型Ａ/D转换器（３)双积分型Ａ/Ｄ转换器 (4)￡-△调制型A／Ｄ转换器特点：错误!转换速度快，随着转换位数的增加,所需的硬件个数多错误!精度、速度、和价格均适中,抗干扰能力差错误!精度高、抗干扰性好价格低廉,转换速度较慢○4具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化2。
4模拟量输出通道有哪几种基本机构?试说明其特点和使用场合。
答:（1）单通道结构:只有一路信号输入,常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。
(2）多通道结构:错误!多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大错误!多通道共享结构：适合对转换要求不高的系统.通道速度慢，元件开销少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是什么？答:(１）通道数量(2）泄漏电流(3）导通电阻(４）开关速度4.1为什么要消除键盘抖动？消除键盘抖动的方法？实现的原理是什么?答：因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判多次操作。
方法一:硬件去抖动，利用RS触发器的互锁功能去抖动,可以得到理想的按键输出波形．方法二:软件延时去抖动，通过CPU首次检测到按键按下或松开信息时,延时一段时间，从而躲过抖动期，等待按键稳定后，ＣPＵ再次检测,确定按键的状态。
仪器仪表在智能研发设计中的应用考核试卷
2.描述智能仪器仪表在数据采集和处理过程中可能遇到的挑战，并提出相应的解决策略。
3.请详细说明智能仪器仪表在网络化方面的优势，并讨论这些优势在实际应用中的体现。
4.结合具体案例，探讨智能仪器仪表在医疗领域中的应用，以及它们如何影响和改善病患的诊断和治疗过程。
A.传感器集成
B.信号放大
C.数字信号处理
D.量子计算
17.以下哪个不是智能仪器仪表中使用的通信协议？()
A. Modbus
B. TCP/IP
C. I2C
D. HTTP
18.在智能研发设计中，以下哪个不是采用智能仪器的好处？()
A.减少人工操作
B.增加数据处理速度
C.降低系统可靠性
D.提高测试自动化
A.发动机性能测试
B.安全气囊检测
C.车辆导航系统
D.车载娱乐系统
10.以下哪些是数字信号处理技术在智能仪器中的应用？（）
A.信号滤波
B.数据压缩
C.信号解调
D.图像识别
11.在智能仪器仪表中，以下哪些是常见的电源供应方式？（）
A.直流电源
B.交流电源
C.电池供电
D.太阳能供电
12.以下哪些是智能仪器仪表在生物医学领域中的应用？（）
18.智能仪器仪表在能源管理中的应用包括以下哪些方面？（）
A.电力质量监测
B.能耗分析
C.分布式能源管理
D.发电机组状态监测
19.以下哪些是智能仪器仪表在农业领域中的应用？（）
A.土壤湿度监测
B.气象数据采集
C.农作物生长监测
D.畜禽疾病诊断
20.在智能研发设计中，以下哪些措施可以提高智能仪器仪表的可靠性和稳定性？（）
智能仪器仪表标准化考核试卷
B.实验控制
C.结果分析
D.设备管理
16.以下哪些是智能仪器仪表在智能电网中的应用？（）
A.电力监测
B.远程控制
C.故障检测
D.能耗分析
17.智能仪器仪表在汽车行业中的应用主要包括以下哪些？（）
A.发动机控制
B.安全监测
C.舒适性控制
D.通信系统
18.以下哪些是智能仪器仪表的常见接口类型？（）
A.运放
B.光耦
C.继电器
D.传感器
14.智能仪器仪表的可靠性设计中，以下哪种方法可以降低故障率？（）
A.选用高品质元器件
B.优化电路设计
C.增加冗余设计
D.定期维护和检修
15.以下哪个标准规定了智能仪器仪表的安全性能？（）
A. GB/T 16855.1
B. GB/T 9254
C. GB 4943.1
A.国家质检总局
B.国家标准化管理委员会
C.中国仪器包括哪两个方面？（）
A.硬件校准和软件校准
B.线性校准和非线性校准
C.静态校准和动态校准
D.常温校准和高温校准
7.以下哪个参数不是智能仪器仪表的主要性能指标？（）
A.精度
B.稳定性
C.响应时间
D.外观尺寸
8.在智能仪器仪表中，以下哪种存储器用于存储程序和数据？（）
A. RAM
B. ROM
C. EEPROM
D. Flash
9.以下哪个接口主要用于智能仪器仪表的数据传输？（）
A. HDMI
B. VGA
C. USB
D. RJ45
10.智能仪器仪表的远程通信功能一般采用以下哪种技术实现？（）
A.蓝牙
智能课程设计题目
《智能仪器设计基础课程设计》----40题目教学说明：如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。
如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。
涉及智能仪表硬件与软件设计。
智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。
课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。
1.设计基本要求（1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。
在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。
在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。
在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由）（2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。
要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。
（3）设计PCB图在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。
（4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。
（5）采用C语言开发所设计仪表的程序。
按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。
程序应该有说明，并有详细注释。
说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。
2．设计（考试）说明书说明书内容：（1）封面内容：《智能仪器设计基础》考试题题目号：题目：班级：学号：姓名：摘要（设计说明书的主要内容摘要、所设计电路技术指标）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
智能仪器仪表设计
一、题目
多功能智能奶瓶设计
二、设计目标及技术要求
在喂食婴儿奶粉时，目前大多是由大人用手或者舌头去感觉奶粉的温度,而手的皮肤粗糙度和外界环境温度都会影响感温的准确性，容易发生烫伤小孩的事故；若大人患病时，用舌头去感知则会将病菌传给婴儿，导致严重后果。
因工作等原因许多妈妈成为背奶一族，母乳质量受存储时间和存储方式的影响,若存储时间过长或方式不对，都将导致母乳酸变而不能食用。
因此，婴儿喝奶时，温度是否合适，质量是否安全，是每一位家长重点关心的问题。
为避免上述各种情况的发生，针对婴儿奶的温度和PH值，设计一种多功能智能奶瓶，能够快速智能地检测出瓶中婴儿奶的冷热度和新鲜度。
选取合适的传感器和微处理器实现参数实时采集，采用LED显示器实时显示出检测结果，告知使用者瓶中婴儿奶的具体温度值和PH值，并对测量结果进行分析，利用指示灯提示是否适宜食用，不适宜时，同时给出原因。
三、设计思路
1、确定总体方案
根据多功能智能奶瓶的需求，撰写设计总体方案。
2、系统硬件选型
深入分析婴儿奶温度和PH值的检测范围、精度等，选取合适的硬件，如传感器、单片机、显示模块、指示灯等。
3、系统软件开发
根据系统总体方案，确定软件架构，进而详细设计。
4、系统集成及调试
搭建系统硬件，运行软件，测试是否满足系统需求。
四、具体设计过程要求
1、对该智能奶瓶的基本输入输出系统、测试、控制、显示及提示等环节能
进行设计和系统集成。
2、说明所设计的智能仪器的工作原理和工作过程。
3、对设计结果进行必要的分析。
4、按时完成设计报告。
5、撰写心得体会。
一、题目
高压系统绝缘检测电路设计
二、设计目标及技术要求
选择一种“高压系统绝缘检测方法”，根据已选定的“高压系统绝缘检测方法”，完成相关电路设计和软件仿真。
（1）对两种以上的“高压系统绝缘检测方法”进行对比，并选中其中一种方法。
（2）根据选定的“高压系统绝缘检测方法”，独立完成高压系统绝缘检测方法电路仿真及设计。
（3）通过LED屏幕/LCD液晶显示漏电电压，并发出报警指示。
三、给定仿真或实验条件
已知条件：电池包电压400V±1V；绝缘电阻分别为3MΩ，300KΩ，200KΩ三个档位；
推荐软件：仿真软件protues\multisim\saber任选。
电路设计软件：protel\layout任选。
四、具体设计过程要求
（1）参考方法有：平衡电桥法、交流检测法、直流检测法、功率检测法。
（2）使用protel\layout软件绘制出硬件原理图。
（3）使用protues\multisim\saber等仿真软件仿真实验结果。
（4）功能要求：调节绝缘电阻档位，检测3种不同的绝缘电阻值，显示出来。
当检测到200KΩ绝缘电阻时，进行故障报警指示。
精度要求3MΩ档位下为±3KΩ，其他档位下±1KΩ。
（5）电池包电压检测精度：±2V。
一、题目
基于单片机的多波形信号发生器设计
二、设计目标及技术要求
设计一个信号发生器，实现如下功能：
（1）可产生正弦波、方波、三角波、脉冲等波形；
（2）通过按钮或键盘选定输出波形；
（3）波形频率可设定；
（4）波形可通过液晶屏显示。
三、给定仿真或实验条件
1、8051单片机最小系统；
2、ADC，DAC器件。
四、具体设计过程要求
1、方案论证，并确定设计方案
2、给出信号发生器的整体设计框图
3、硬件电路设计
4、软件设计（画出程序流程图，并给出相应模块程序代码）
5、完成设计报告
一、题目
路灯自动控制仪的设计
二、设计目标及技术要求
要求设计一个能够根据自然光亮度和是否有人在附近两个条件对路灯的亮灭实现自动开关控制的简易模拟装置。
通过实验调试确定开关参数。
三、给定仿真或实验条件
实验条件不限。
四、具体设计过程要求
1．确定总体方案：根据设计目标及技术要求完成该自动控制仪的总体方案设计，包括硬件选型。
2．详细方案设计：根据所设计的总体方案，根据信号采集原理和硬件选型，设计合理的信号处理电路等（包括软件设计）。
3．其他：注意系统方案的合理性和系统实现成本问题，尽量追求高性价比，
或者高性能，或者低成本等不同应用需求。
一、题目
清洁机器人控制器设计
二、设计目标及技术要求
设计一个清洁机器人控制器，能实现清洁机器人的各种控制。
三、给定仿真或实验条件
本设计以51单片机作为控制器的控制核心。
控制器通过发射红外调制控制信号来对清洁机器人进行各种控制。
并预留各种接口来增强控制器的可扩展性。
四、具体设计过程要求
系统框图如下：
1．软件部分
（1）编程语言采用C语言来进行程序编写，开发平台采用Keil开发工具；
（2）软件采用模块化的编写方式，各模块之间通过头文件包含的方式进行函数调用；
（3）为提高稳定性，可考虑加入看门狗。
2．硬件部分
（1）清洁机器人机体部分采用现有的清洁机器人作为实验平台；
（2）核心控制采用51 单片机；
（3）红外发射部分可采用红外发光二极管和三极管来实现，若有更好的方案可自行更改；
（4）电源部分采用稳压芯片或是干电池供电。
（5）扩展接口。
为提高控制器的可扩展性，可考虑将各种接口（如：串口、SPI、IIC接口等）引出。
3．技术指标
（1）通过控制器能完成对清洁机器人的各项控制；
（2）有较强的抗干扰性及稳定性。
一、题目
直流电机自动控制仪设计
二、设计目标及技术要求
设计直流电机自动控制仪，要求如下：
1、学习电机测速的基本原理；
2、学习直流电机调速的基本原理；
3、通过曲线拟合的方法绘制直流电机的电压——转速曲线；
4、使用单片机或虚拟仪器构造直流电机的自动控制仪；
5、控制仪能显示当前电机转速，能通过键盘输入设定电机转速（步进达到
50转/分）。
6、选择合适测控设备，绘制系统的组建结构图，给出完整的设计流程图，
讨论减少误差的方法。
7、测量数据能通过网络传输到服务器及其他电脑上。
三、给定仿真或实验条件
1、NI公司ELVIS试验平台，LabVIEW软件；
2、光电开关，电阻、电容、三极管若干；
3、单片机开发系统1套，直流电机1个。
四、具体设计过程要求
1.确定总体方案
2.选择正确的电路搭建转速测量电路以及电机驱动电路；
3.使用虚拟仪器ELVIS平台或单片机系统搭建自动控制仪；
4.绘制直流电机电压——转速曲线图，完成报告。
一、题目
智能温度表设计
二、设计目标
针对某特定场合（如存储仓）在常压下对温度的要求，选用合适的测试方法设计温度智能仪表，要求具有存储、显示和报警功能，且温度检测精度为0.2℃。
三、技术要求
1．确定总体方案
（1）理解在常压对温度测量的基本原理和方法，分析建立该智能仪表设计需要的参数范围。
（2）根据温度检测要求，设计满足给定任务要求的一类开环智能测量仪表，要求能够并给出设计总体方案。
2．温度仪表详细设计
基于前面的总体方案，选择合适的传感器、信号处理电路、执行器，进行详细设计。
3.基于MATLAB的温度智能仪表设计实现（可选）
用MATLAB的SIMULINK工具或M语言编程实现温度智能仪表。
四、具体设计过程要求
（1）对测试模块、显示模块、报警模块等进行设计和系统集成。
（2）说明所设计的温度一体化智能仪表工作原理和工作过程。
（3）利用MATLAB仿真平台，实现温度智能仪表设计（可选）。
（4）对设计结果进行必要的分析。
（5）按时完成设计报告。