智能儀器期末試題及答案

1、。期末復(fù)習(xí)資料學(xué)院：電氣信息學(xué)院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器課程名稱：智能儀器考試日期：205年 6 月 27 日。1。智能儀器復(fù)習(xí)參考題及答案一、 填空題1. 在電子設(shè)備的抗干擾設(shè)計中，接地技術(shù)是一個重要環(huán)節(jié)，高頻電路應(yīng)選擇（ 多）點接地，低頻電路應(yīng)選擇（單）點接地。2.智能儀器的鍵盤常采用非編碼式鍵盤結(jié)構(gòu)，有獨立式鍵盤和（矩陣）式鍵盤，若系統(tǒng)需要 4 個按鍵，應(yīng)采用（獨立式）鍵盤結(jié)構(gòu)。大于 8個時采用矩陣式鍵盤3.智能儀器的顯示器件常用 （ LED）數(shù)碼管或液晶顯示器， 其中（LED數(shù)碼管）更適合用于電池供電的便攜式智能儀器。4.智能儀器的模擬量輸入通道一般由多路模擬開關(guān)、（ 放大器）、濾波器、（

2、 采樣保持器）和 A/D 轉(zhuǎn)換器等幾個主要部分所組成。5.對電子設(shè)備形成干擾，必須具備三個條件，即(干擾源)、（傳輸或耦合的通道）和對干擾敏感的接收電路。6.干擾侵入智能儀器的耦合方式一般可歸納為：（傳導(dǎo)）耦合、公共阻抗耦合、靜電耦合和（電磁）耦合。7. RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口總線的電氣特性規(guī)定， 驅(qū)動器的輸出電平邏輯 “ 0”為（ +5 +15）V,邏輯“ 1”為（ -5 -15） V。8.智能儀器的隨機(jī)誤差越小，表明測量的（精確）度越高；系統(tǒng)誤差越小，表明測量的（準(zhǔn)確）度越高。9.智能儀器的故障自檢方式主要有（開機(jī)）自檢、（ 周期性）自檢和鍵控自檢三種方式。10.雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換

3、器的技術(shù)特點是：轉(zhuǎn)換速度（較慢），抗干擾能力（ 強(qiáng)）。11.智能儀器修正系統(tǒng)誤差最常用的方法有3 種：即利用（誤差模型）、（ 校正數(shù)據(jù)表）或通過曲線擬合來修正系統(tǒng)誤差。12. 為防止從電源系統(tǒng)引入干擾，在智能儀器的供電系統(tǒng)中可設(shè)置交流穩(wěn)壓器、（隔離變壓器）、（ 低通濾波器）和高性能直流穩(wěn)壓電源。13. 為減小隨機(jī)誤差對測量結(jié)果的影響，軟件上常采用（算數(shù)平均）濾波法，當(dāng)系統(tǒng)要求測量速度較高時，可采用（遞推平均）濾波法。14. 隨著現(xiàn)代科技和智能儀器技術(shù)的不斷發(fā)展， 出現(xiàn)了以個人計算機(jī)為核心構(gòu)成的（ 個人）儀器和（虛擬）儀器等新型智能儀器。15.智能儀器的開機(jī)自檢內(nèi)容通常包括對存儲器、 （顯示器和

4、鍵盤）、（ 模擬量 I/O 通道）、總線和接插件等的檢查。16.異步串行通信是以字符為單位進(jìn)行傳送的， 每個字符都附加了 （同步）信息，降低了對時鐘精度的要求，但傳輸效率（較低）。2。17.智能儀器是指將（計算機(jī)）技術(shù)和（測量控制）技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起的新一代電子儀器。18.在信號通道使用光電耦合器，能有效抑制（尖峰脈沖）干擾和各種（噪聲）干擾。19. 智能儀器中自動量程轉(zhuǎn)換的方法主要有兩種，一種是根據(jù)被測量的大小，自動切換到不同量程的（傳感器）上，另一種是自動改變電路的（放大器的增益）達(dá)到量程切換的目的。20.智能儀器的軟件通常由（監(jiān)控）程序、（接口管理）程序和實現(xiàn)各種算法的功能模塊等部分組

5、成。21.智能儀器的主要特征之一是， 幾乎都含有自動 （量程）轉(zhuǎn)換、自動（零點）調(diào)整等功能。22.異步串行通信方式中， 傳送一幀字符信息由起始位、（數(shù)據(jù)位）位、( 奇偶校驗)位和停止位等四部分組成。23.根據(jù)測量誤差的性質(zhì)和特性，一般可將其分為三類，即隨即誤差、（系統(tǒng)）誤差和（粗大）誤差。24.不同設(shè)備之間進(jìn)行的數(shù)字量信息交換或傳輸，稱為（數(shù)據(jù)接口）。每秒鐘串行發(fā)送或接受的二進(jìn)制位數(shù)目，稱為（波特率）。二、選擇題1.智能頻率計采用多周期同步測量原理，是為了（A）。A 在寬頻率范圍獲得高精度B提高測量速度C 便于程序設(shè)計D減小標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差2. 智能數(shù)字頻率計中采用的多周期同步測量原理，其中“同步

6、”的含意是指（ A ）同步。A 被測信號 fx 與時基信號 f0B被測信號 fx 與閘門開啟和關(guān)閉C 兩個閘門的控制信號D時基信號 f0 與閘門開啟和關(guān)閉3. 某智能儀器準(zhǔn)備采用 LED數(shù)碼管顯示器，為盡可能節(jié)約單片機(jī)的 I/O 口資源，應(yīng)采用下列顯示方案中的哪一種方案。 （ A）A 軟件譯碼動態(tài)掃描顯示B硬件譯碼動態(tài)掃描顯示C 硬件譯碼靜態(tài)顯示DMCS-51串行口方式 0 擴(kuò)展 I/O 口驅(qū)動顯示器4.在智能儀器中，模擬輸入通道的抗干擾技術(shù)包括（D）。A 對差模干擾的抑制B對共模干擾的抑制C 采用軟件方法提高抗干擾能力D以上三種方法都包括5.ADC0809是 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，當(dāng)額定

7、輸入電壓為5V時，其分辨率約為( B )。A 0.625VB 19.5mVC 50mVD 5mV。3。6. MC14433（11 位）是三位半雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器，當(dāng)額定輸入電壓為 2V 時，其分辨率為 ( C ) 。A 2VB 0.57VC 1mVD 0.5mV7.智能儀器的自動零點調(diào)整功能通常是由（C）的方法實現(xiàn)的。A 軟件B硬件C軟、硬件相結(jié)合 D 斬波穩(wěn)零技術(shù)8.采樣保持器在模擬通道中的作用是（B）。A 提高系統(tǒng)采樣速率B保證在 A/D 轉(zhuǎn)換期間 A/D 輸入信號不變C 保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定D使 A/D 輸入信號能跟上模擬信號的變化9. 在下列哪種情況下，智能儀器的模擬輸入通道需要使用

8、采樣保持器？（C）A 在 A/D 轉(zhuǎn)換期間輸入模擬量基本不變B對 A/D 轉(zhuǎn)換精度要求較高時C 在 A/D 轉(zhuǎn)換期間輸入模擬量變化劇烈D對 A/D 轉(zhuǎn)換速度要求較高時10. 用某三位半數(shù)字電壓表的 200V 量程測量某電壓的讀數(shù)為 120.0V，已知該儀器的固有誤差為 (0.5 讀數(shù) +0.1 滿度 ) ，由于固有誤差產(chǎn)生的測量誤差是 ( A ) 。A 0.8VB 0.12VC 0.6VD 0.5V11. 某智能溫度測量儀的測溫范圍是 -100 1500，當(dāng)要求分辨率為 0.1 時，應(yīng)選擇下列哪一種 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片較為合理 ( A )。A ICL7135( 四位半 ) B MC14433(

9、 三位半 ) C ADC0809(8 位) D ADC1140(16 位)12.智能儀器的自檢是為了實現(xiàn)（ C）功能。A 排除儀器故障B減小零點漂移C 故障的檢測與診斷D減小儀器的測量誤差13.下述方法哪一種可以用于減小智能儀器的系統(tǒng)誤差。（A）。A 利用誤差模型修正誤差B采用數(shù)字濾波器C 采用模擬濾波器D提高系統(tǒng)的抗干擾能力14.在智能溫度測量儀中用軟件進(jìn)行非線性補(bǔ)償，是為了減?。ˋ）。A 系統(tǒng)誤差B粗大誤差C隨即誤差D量化誤差15.當(dāng)智能儀器采集的數(shù)據(jù)中存在隨即誤差和系統(tǒng)誤差時，正確的數(shù)據(jù)處理順序是（ A）。A 系統(tǒng)誤差消除數(shù)字濾波標(biāo)度變換B 數(shù)字濾波系統(tǒng)誤差消除標(biāo)度變換C 標(biāo)度變換系統(tǒng)誤

10、差消除數(shù)字濾波D 數(shù)字濾波標(biāo)度變換系統(tǒng)誤差消除16. 多通道智能溫度巡檢儀的信號流程順序為（A）。A 放大器 A/D 轉(zhuǎn)換器采樣保持器 D/A 轉(zhuǎn)換器計算機(jī)B 多路開關(guān)放大器采樣保持器D/A 轉(zhuǎn)換器計算機(jī)C 多路開關(guān)放大器采樣保持器A/D 轉(zhuǎn)換器計算機(jī)。4。D 放大器多路開關(guān)采樣保持器A/D 轉(zhuǎn)換器 D/A 轉(zhuǎn)換器17. 在智能儀器數(shù)據(jù)采集中，被測信號為直流電壓，若需有效抑制被測信號中含有的脈沖干擾對測量結(jié)果的影響，數(shù)字濾波應(yīng)采用（D）。A 算術(shù)平均濾波法B加權(quán)平均濾波法C 限幅濾波法D中值濾波法18. 在廉價、低精度 DMM(數(shù)字萬用表 ) 中，廣泛使用線性平均值 AC/DC轉(zhuǎn)換器，用此類

11、DMM測量交流電壓時，下列說法那個是正確的(B)。A 測量任意波形的交流電壓時，顯示的都是有效值。B 只有測量正弦交流電壓時，顯示的才是有效值。C 測量任意波形的交流電壓時，顯示的都是平均值。D 只有測量正弦交流電壓時，顯示的才是平均值。19. 當(dāng)兩臺智能儀器通過串行口實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享時， 發(fā)現(xiàn)傳輸線上出現(xiàn)尖峰脈沖干擾，采用下述哪種方法可以有效消弱此種干擾。（ D）A 對兩臺儀器進(jìn)行電磁屏蔽B兩臺儀器均良好的接大地C 傳輸線使用同軸電纜D在信號通道使用光電耦合器三、簡答題1. 智能儀器與傳統(tǒng)儀器相比有何特點？ 42. 在什么情況下數(shù)據(jù)傳送需要用調(diào)制解調(diào)器？調(diào)制解調(diào)器的作用是什么？413.為什么在智

12、能型電子計數(shù)器中，系統(tǒng)的時基信號是由外部電路產(chǎn)生的，而不是直接由單片機(jī)內(nèi)部定時器產(chǎn)生的？1264. 在使用電阻溫度傳感器單電橋測溫電路中， 為什么要對引線電阻進(jìn)行補(bǔ)償？如何進(jìn)行補(bǔ)償？ 705. 與硬件濾波器相比，采用數(shù)字濾波有哪些主要優(yōu)點？ 316. 智能儀器的硬件主要包括那幾部分？ 37. 智能儀器的軟件通常由哪些程序模塊組成？ 38. 簡述電子計數(shù)式頻率計 1 誤差的產(chǎn)生原因， 怎樣減小 1 誤差的影響？ 1339. 設(shè)計數(shù)字多用表（ DMM）的交流電壓測量功能時，需要用到 AC/DC轉(zhuǎn)換器，目前有哪兩種主要轉(zhuǎn)換方法？ 105 簡述它們具有哪些技術(shù)特點？ 105、10610. 標(biāo)度變換的目

13、的是什么？有哪幾種常用方法實現(xiàn)標(biāo)度變換？8211. 在智能儀器設(shè)計中，通?？刹捎媚男┓椒p小系統(tǒng)誤差？24-2612. 什么是虛擬儀器？虛擬儀器通常由哪幾部分組成？ 18713. 一般情況下，由單片機(jī)構(gòu)成的智能儀器的開機(jī)自檢需要檢測哪些內(nèi)容？1214. 智能儀器采用數(shù)字濾波器后，就不需要硬件模擬濾波器了，這種說法對嗎？為什么？不對 3115. 逐次逼近式數(shù)字電壓表與雙積分式數(shù)字電壓表相比較， 各有哪些主要特點？95-96。5。四、判斷題1. 數(shù)字濾波中的去極值平均濾波法，可以有效地減小智能儀器的系統(tǒng)誤差。（ 錯隨機(jī)誤差）2. 在自動零點校正、增益校正過程中，基準(zhǔn)電壓Vref 的精度和穩(wěn)定度影響

14、零位誤差、增益誤差的校正結(jié)果。 （對）3. 在智能溫度測量儀中，針對熱電阻傳感器的特性采用軟件進(jìn)行非線性補(bǔ)償，是為了減小系統(tǒng)誤差。（對 81）4.智能儀器的自動零點調(diào)整功能，是在軟、硬件的密切配合下完成的。（對17-18）5. 光電耦合器對數(shù)字量 I/O 通道中的尖峰干擾和各種噪聲， 具有良好的抗干擾效果。（對 163）6. ADC0809是 8 通道 8 位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，當(dāng)滿量程電壓為 5V 時，它的分辨率是 19.5mV。（對）7. 在智能儀器的模擬量輸入通道中，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換期間輸入模擬量快速變化時，需要使用采樣保持器。（對）8. 在智能溫度測量儀中，無論使用熱電阻傳感器

15、還是使用半導(dǎo)體集成傳感器，都必須進(jìn)行非線性補(bǔ)償。（錯）9. 智能儀器設(shè)置自動量程轉(zhuǎn)換功能后，必須設(shè)計完善的輸入保護(hù)措施，使其最小量程能夠承載最大允許輸入量而不損壞，直至量程自動調(diào)整為最大量程。（ 對）10. 智能儀器在數(shù)據(jù)通信中使用調(diào)制解調(diào)器，是為了獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。（ 錯 41 ）11. 智能儀器的開機(jī)自檢是為了減小儀器的測量誤差。 （對）12. 智能溫度測量儀中使用軟件進(jìn)行非線性校正， 主要是為了校正傳感器輸出特性的非線性。（錯）13. 與同軸電纜相比，雙絞線具有更寬的頻帶，因此在微機(jī)實時系統(tǒng)的長線傳輸中，獲得廣泛應(yīng)用。（錯 164）14.中值濾波可以有效地減小脈沖干擾造成的誤差。

16、（對 31）15.智能儀器的自動零點調(diào)整功能是由純軟件的方法實現(xiàn)的。（錯）16. RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口總線采用的是 TTL 電平，因此它的傳輸距離比 RS-485短。（ 對 44、46）17. 軟件抗干擾技術(shù)具有成本低、靈活性高等特點，完全可以取代硬件抗干擾措施。（錯）五、綜合題。6。1. 在智能數(shù)字頻率計中，多周期同步測量原理可實現(xiàn)全頻段等精度測量，設(shè)計一個用 MCS-51單片機(jī)實現(xiàn)此功能的結(jié)構(gòu)框圖。要求：1) 畫出結(jié)構(gòu)框圖 1392) 簡述其實現(xiàn)全頻段等精度測量的原理。 1402. 設(shè)計某臺智能電子稱，稱重范圍為 0100kg，要求重量分辨率為 0.1kg 。設(shè)電阻應(yīng)變式重量傳感器的

17、輸出信號電壓為0 50mV，要求每秒鐘檢測3 次。1) A/D 轉(zhuǎn)換器至少要選擇多少位的？ 102) 選擇適當(dāng)型號的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。 MC144333) 根據(jù)所選的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，確定模擬通道的總放大倍數(shù) Au。（40）3. 設(shè)計某臺智能溫度測量儀，設(shè)計要求：測溫范圍為 -50 150；溫度分辨率為 0.1 ；測量誤差小于 1；測量速度為 3 次/ 秒，根據(jù)上述要求，1) A/D 轉(zhuǎn)換器至少應(yīng)選多少位的？（ 3 位半）選擇適當(dāng)型號的 A/D 轉(zhuǎn)換器；MC144332) 為簡化程序設(shè)計，應(yīng)選擇哪種類型的溫度傳感器（半導(dǎo)體集成）？選擇一種能滿足設(shè)計要求的溫度傳感器的具體型號。 AD5904. 某智能測溫儀的測量范圍為-50 +150，當(dāng)t min50 時，對應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換值為 N=0，當(dāng)tmax150時，對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為。N=20004) 若用軟件實現(xiàn)標(biāo)度變換，求標(biāo)度變換的公式； t=0.1N-505) 若要求顯示分辨率為 0.1 ，則顯示器需要幾位數(shù)碼管？ 45. 去極值平均濾波兼有算術(shù)平均濾波和中值濾波的優(yōu)點， 簡述去極值平均濾波的算法，并畫出程序流程圖。 326. 試畫出智能型溫度測量儀的硬件組成框圖。 657. 畫出由單片機(jī)構(gòu)成的智能儀器自動零點調(diào)整的原理示意圖， 并說明實現(xiàn)自動零點調(diào)整的過程。 188. 用一