自动化仪器仪表概论复习资料2014

《现代自动化仪器仪表概论》复习大纲

1.0什么是仪器？是人类认识物质世界的工具，是人们用来对物质（自然界）实体及其属性进行观察、监视、测定、验证、记录、传输、变换、显示、分析处理与控制的各种器具与系统的统称

1.1什么是仪器仪表？仪表是用于测量各种自然量（压力、温度、速度、电压、电流等）的一种仪器。仪器仪表是人类获得自然界信息的工具，是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备，是信息产业的源头和组成部分。

1.2简述仪器仪表的基本结构与组成。被测对象--传感器--信号调理--数据显示和记录--观察者

1.3 仪器仪表是如何分类的？工业自动化仪表与控制系统、科学仪器、电子与电工测量仪器、医疗仪器、各类专用仪器、传感器与仪器仪表元器件及材料（6类）

1.4国外仪器仪表行业发展呈现出的技术特点是什么？产品的稳定性、可靠性和适应性要求高；技术指标和功能不断提高；大量采用高新技术、仪器及测控单元微小型化、智能化、可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用；仪器测控范围向立体化、全球化扩展，测控功能向系统化、网络化发展；便携式、手持式及个性化仪器大量发展

1.5简述我国仪表产业的技术现状与发展方向。产品的可靠性较差；产品的性能、功能落后；产品技术更新的周期慢；缺乏针对使用对象而开发的专用解决方案。发展方向：工业自动化仪表与控制系统、科学仪器、电子与电工测量仪器、医疗仪器、传感器与仪器仪表元器件及材料、计量测试仪器、测量控制与仪器仪表基础技术（7个）

2.0什么是测量？测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息即数量概念的过程，是将未知量与一个假定已知量（标准）进行比较的过程。

2.1测量方法有哪些？直接测量、间接测量、组合测量。

2.2什么是信号？信息是物体和现象属性的反映，通过一定的信号反映出来。

2.3 什么是信息？信息是关于物质运动状态的特征，描述了客观事物变化的时空特征。2.4什么是计量？计量是规范测量的测量。

2.5测量与计量的之间有什么异同？计量通常是测量的逆操作，其技术原因是测量存在误差。计量也是一种测量。

2.6什么是测试？一般泛指生产和科学实验中经常进行的满足一定准确度要求的试验性测量过程。

2.7简述量的分类。基本量和导出量；被测量和影响量；有源量和无源量

2.8如何实现量值统一？在单位量值的传递过程中，使用的各级标准计量器具以及由它们检定和校准的计量器具量值，都可溯源到国家计量基准，它们的量值在规定的不确定度或允许误差范围内保持一致。（统一全国计量单位制度、建立计量标准、制订相应技术法规）2.9什么是真值？与给定的特定量的定义一致的值

2.10什么是约定真值？对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的直。

2.11什么是单位？为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量

2.12什么是单位制？由选定的一组基本单位和根据定义方程式由它们及一定的比例因数构成的导出单位所组成的单位体系

2.13国际单位制有几个基本单位？7个（米，千克，秒，安，开，坎德拉，摩尔）

2.14 国际单位制有几个辅助单位？2个（平面角，立体角）

2.15国际单位制有几个导出单位？19个

2.16 简述国际单位制的基本单位的定义。给定量制中基本量的测量单位

2.17 什么是量值的传递？指通过对测量器具的校准或其他传递方式，将国家测量标准所复现的单位量值通过各等级测量标准传递到工作测量器具的活动

2.18 什么是量值的溯源性？指通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准联系起来的特性

2.19 简述量值的传递与溯源体系。国家计量标准、计量标准、工作计量器具，呈三角形或树枝型结构。

2.20 什么是测量结果？是通过实验获得的关于某量大小的信息

2.21 什么是测量误差？是测量结果减去被测量的真值

2.22什么是随机误差？测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差

2.23什么是系统误差？在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差与测量的真值之差

3.0简述仪器仪表有哪些功能模块以及它们之间的相互作用。

3.1传感器的定义是什么？能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

3.2简述传感器的分类。按工作原理分：物理型、化学型、生物型；按输入信息：位移、速度、加速度、温度、压力、力、色、磁传感器；按应用范围：工业用、农用、科研用、医用、军用、环保用、家电用（还可按场合、目的分）

3.3简述传感器的应用。现代科学：非电量测量、工业生产及自动化、基础学科研究、军事；典型传感器：物理（压电、光电等，血压、体温），化学（环境监测、人工气候模拟、安全保障、能源节约），生物（食品成分分析、环境监测、医学）

3.4简述传感器的发展趋势。发现并利用新现象、开发新材料、采用微细加工技术、智能传感器、集成化多功能传感器、无线网络化

3.5什么是智能传感器？是传统传感器与微处理器赋予智能的结合，兼有信息监测与信息处理功能的传感器。

3.6什么是传感器网络？综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。

3.7 什么是集成化多功能传感器？是指传感器同一功能的多元件并列以及功能上的一体化3.8简述什么是光电测试技术？指被研究信息通过各种物理效应调制到光载波上，并把信息光波通过光电探测器转换成电信号，再对电信号进行调理，或再经模数转换接口输入计算机进行运算处理，使光波携带的信息转换成可以理解的信号，实现对目标参数的在线、自动测量。

3.9光电测试技术主要包括哪几个方面？几何光学基础、物理光学基础、辐射度和光度学基础、光辐射调制基础、光电探测基础、光电信号检测电路、激光干涉测试技术、激光衍射测试技术、光纤传感测试技术、视觉检测技术、表面微观形貌测量。纳米测量、其他光电测试技术。

3. 10简述什么是微弱信号检测技术？将微弱被测量通过相应传感器转换为微电流或微电压。再经放大器放大其幅度以期指示被测量的大小。

3.11什么是模拟信号调理技术？对传感器的输出信号进行再加工。使其更适合于后续的信号传输及处理

3.12信号调理的基本方法有哪些？电平调整、线性化、信号变换

3.13简述模拟信号调理技术的发展趋势。高分辨力模数转换器、SoC技术、在系统编程下载、高速运算、非易失性大容量存储器