智能儀器期末試題及答案7頁(yè)

1、 期末復(fù)習(xí)資料 學(xué) 院： 電氣信息學(xué)院 專 業(yè)： 測(cè)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 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(jì)中，接地技術(shù)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，高頻電路應(yīng)選擇（ 多 ）點(diǎn)接地，低頻電路應(yīng)選擇（ 單 ）點(diǎn)接地。2. 智能儀器的鍵盤(pán)常采用非編碼式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)，有獨(dú)立式鍵盤(pán)和（ 矩陣 ）式鍵盤(pán)，若系統(tǒng)需要4個(gè)按鍵，應(yīng)采用（ 獨(dú)立式 ）鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)。大于8個(gè)時(shí)采用矩陣式鍵盤(pán)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(kāi)關(guān)、

2、（ 放大器 ）、濾波器、（ 采樣保持器 ）和A/D轉(zhuǎn)換器等幾個(gè)主要部分所組成。5. 對(duì)電子設(shè)備形成干擾，必須具備三個(gè)條件，即( 干擾源 )、（ 傳輸或耦合的通道 ）和對(duì)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(dòng)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(cè)量的（精確 ）度越高；系統(tǒng)誤差越小，表明測(cè)量的（ 準(zhǔn)確 ）度越高。9. 智能儀器的故障自檢方式主要有（ 開(kāi)機(jī) ）自檢、（ 周期性

3、 ）自檢和鍵控自檢三種方式。10. 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)特點(diǎn)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(guò)曲線擬合來(lái)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(duì)測(cè)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(cè)量速度較高時(shí)，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(gè)人計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成的（ 個(gè)人 ）儀器和（虛擬 ）儀器等

4、新型智能儀器。15. 智能儀器的開(kāi)機(jī)自檢內(nèi)容通常包括對(duì)存儲(chǔ)器、（顯示器和鍵盤(pán) ）、（ 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(gè)字符都附加了（同步 ）信息，降低了對(duì)時(shí)鐘精度的要求，但傳輸效率（較低 ）。17. 智能儀器是指將（計(jì)算機(jī) ）技術(shù)和（測(cè)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(hào)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(dòng)量程轉(zhuǎn)換的方法主要有兩種，一種是根據(jù)被測(cè)量的大小，自動(dòng)切換到不同量程的（傳感器 ）上，另一種是自動(dòng)改變電路的（放大器的增益 ）達(dá)到量程切換的目的。2

5、0. 智能儀器的軟件通常由（監(jiān)控 ）程序、（接口管理 ）程序和實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊等部分組成。21. 智能儀器的主要特征之一是，幾乎都含有自動(dòng)（量程 ）轉(zhuǎn)換、自動(dòng)（零點(diǎn) ）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(yàn) )位和停止位等四部分組成。23. 根據(jù)測(cè)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(jì)采用多周期同步測(cè)量原理，是為了（A ）。A 在寬頻率范圍

6、獲得高精度 B 提高測(cè)量速度C 便于程序設(shè)計(jì) D 減小標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差2. 智能數(shù)字頻率計(jì)中采用的多周期同步測(cè)量原理，其中“同步”的含意是指（ A ）同步。A 被測(cè)信號(hào)fx與時(shí)基信號(hào)f0 B 被測(cè)信號(hào)fx與閘門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉C 兩個(gè)閘門(mén)的控制信號(hào) D 時(shí)基信號(hào)f0與閘門(mén)開(kāi)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(dòng)態(tài)掃描顯示 B 硬件譯碼動(dòng)態(tài)掃描顯示C 硬件譯碼靜態(tài)顯示 D MCS-51串行口方式0擴(kuò)展I/O口驅(qū)動(dòng)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(duì)差模干擾的抑制 B

7、對(duì)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)額定輸入電壓為5V時(shí)，其分辨率約為( B )。A 0.625V B 19.5mV C 50mV D 5mV6. 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(shí)，其分辨率為( C )。A 2V B 0.57V C 1mV D 0.5mV7. 智能儀器的自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整功能通常是由（ C ）的方法實(shí)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

8、入信號(hào)不變C 保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定 D 使A/D輸入信號(hào)能跟上模擬信號(hào)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(duì)A/D轉(zhuǎn)換精度要求較高時(shí)C 在A/D轉(zhuǎn)換期間輸入模擬量變化劇烈 D 對(duì)A/D轉(zhuǎn)換速度要求較高時(shí)10. 用某三位半數(shù)字電壓表的200V量程測(cè)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(cè)量誤差是±( A )。A 0.8V B 0.12V C 0.6V D 0.5V11. 某智能溫度測(cè)量?jī)x的測(cè)溫范圍是-1001500，當(dāng)要求分辨率為0

9、.1時(shí)，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(三位半) C ADC0809(8位) D ADC1140(16位)12. 智能儀器的自檢是為了實(shí)現(xiàn)（C ）功能。A 排除儀器故障 B 減小零點(diǎn)漂移 C 故障的檢測(cè)與診斷 D 減小儀器的測(cè)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(cè)量?jī)x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

10、的數(shù)據(jù)中存在隨即誤差和系統(tǒng)誤差時(shí)，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(hào)流程順序?yàn)椋ˋ ）。A 放大器A/D轉(zhuǎn)換器采樣保持器D/A轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)B 多路開(kāi)關(guān)放大器采樣保持器D/A轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)C 多路開(kāi)關(guān)放大器采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)D 放大器多路開(kāi)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(cè)信號(hào)為直流電壓，若需有效抑制被測(cè)信號(hào)中含有的脈沖干擾對(duì)測(cè)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

11、均濾波法C 限幅濾波法 D 中值濾波法18. 在廉價(jià)、低精度DMM(數(shù)字萬(wàn)用表)中，廣泛使用線性平均值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器，用此類DMM測(cè)量交流電壓時(shí)，下列說(shuō)法那個(gè)是正確的(B )。A 測(cè)量任意波形的交流電壓時(shí)，顯示的都是有效值。B 只有測(cè)量正弦交流電壓時(shí)，顯示的才是有效值。C 測(cè)量任意波形的交流電壓時(shí)，顯示的都是平均值。D 只有測(cè)量正弦交流電壓時(shí)，顯示的才是平均值。19. 當(dāng)兩臺(tái)智能儀器通過(guò)串行口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享時(shí)，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(duì)兩臺(tái)儀器進(jìn)行電磁屏蔽 B 兩臺(tái)儀器均良好的接大地C 傳輸線使用同軸電纜 D 在信號(hào)通道使用光電耦合器三

12、、簡(jiǎn)答題1. 智能儀器與傳統(tǒng)儀器相比有何特點(diǎn)？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. 為什么在智能型電子計(jì)數(shù)器中，系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)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(shí)器產(chǎn)生的？1264. 在使用電阻溫度傳感器單電橋測(cè)溫電路中，為什么要對(duì)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(diǎn)？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(jiǎn)述電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)±1誤差的產(chǎn)生原因，怎樣減小±1誤差的影響？1339. 設(shè)計(jì)數(shù)字多用表（DMM）的交流電壓

13、測(cè)量功能時(shí)，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(jiǎn)述它們具有哪些技術(shù)特點(diǎn)？105、10610. 標(biāo)度變換的目的是什么？有哪幾種常用方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)度變換？8211. 在智能儀器設(shè)計(jì)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(kāi)機(jī)自檢需要檢測(cè)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(shuō)法對(duì)嗎？為什么？不對(duì)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(diǎn)？95-96四、判斷題1. 數(shù)字濾波中的去極值平均濾波法，可以有

14、效地減小智能儀器的系統(tǒng)誤差。（ 錯(cuò)隨機(jī)誤差 ）2. 在自動(dòng)零點(diǎn)校正、增益校正過(guò)程中，基準(zhǔn)電壓Vref的精度和穩(wěn)定度影響零位誤差、增益誤差的校正結(jié)果。（對(duì) ）3. 在智能溫度測(cè)量?jī)x中，針對(duì)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(duì)81 ）4. 智能儀器的自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整功能，是在軟、硬件的密切配合下完成的。（對(duì)17-18 ）5. 光電耦合器對(duì)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(duì)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(shí)，它的分辨率是19.5mV。（對(duì) ）7. 在智能儀器的模擬量輸入通道中，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換期

15、間輸入模擬量快速變化時(shí)，需要使用采樣保持器。（對(duì) ）8. 在智能溫度測(cè)量?jī)x中，無(wú)論使用熱電阻傳感器還是使用半導(dǎo)體集成傳感器，都必須進(jìn)行非線性補(bǔ)償。（錯(cuò) ）9. 智能儀器設(shè)置自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能后，必須設(shè)計(jì)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(dòng)調(diào)整為最大量程。（ 對(duì) ）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(cuò)41 ）11. 智能儀器的開(kāi)機(jī)自檢是為了減小儀器的測(cè)量誤差。（對(duì) ）12. 智能溫度測(cè)量?jī)x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(cuò) ）13. 與同軸電纜相比，雙絞線具有更寬的頻帶，因此在微機(jī)

16、實(shí)時(shí)系統(tǒng)的長(zhǎng)線傳輸中，獲得廣泛應(yīng)用。（錯(cuò)164 ）14. 中值濾波可以有效地減小脈沖干擾造成的誤差。（對(duì)31 ）15. 智能儀器的自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整功能是由純軟件的方法實(shí)現(xiàn)的。（錯(cuò) ）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(duì)44、46 ）17. 軟件抗干擾技術(shù)具有成本低、靈活性高等特點(diǎn)，完全可以取代硬件抗干擾措施。（錯(cuò) ）五、綜合題1. 在智能數(shù)字頻率計(jì)中，多周期同步測(cè)量原理可實(shí)現(xiàn)全頻段等精度測(cè)量，設(shè)計(jì)一個(gè)用MCS-51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)此功能的結(jié)構(gòu)框圖。要求：1) 畫(huà)出結(jié)構(gòu)框圖1392) 簡(jiǎn)述其實(shí)現(xiàn)全頻段等精度測(cè)量的原理。1402. 設(shè)計(jì)某臺(tái)智能電

17、子稱，稱重范圍為0100kg，要求重量分辨率為0.1kg。設(shè)電阻應(yīng)變式重量傳感器的輸出信號(hào)電壓為050mV，要求每秒鐘檢測(cè)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(hào)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(jì)某臺(tái)智能溫度測(cè)量?jī)x，設(shè)計(jì)要求：測(cè)溫范圍為-50150；溫度分辨率為0.1；測(cè)量誤差小于±1；測(cè)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(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；MC144332) 為簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，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(jì)要求的溫度傳感器的具體型號(hào)。AD5904. 某智能測(cè)溫儀的測(cè)量范圍為-50+150，當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為N=0，當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為N=2000。4) 若用軟件實(shí)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(diǎn)，簡(jiǎn)述去極值平均濾波的算法，并畫(huà)出程序流程圖。326. 試畫(huà)出智能型溫度測(cè)量?jī)x的硬件組成框圖