智能儀器期末試題及答案

智能儀器期末試題及答案智能儀器期末試題及答案智能儀器期末試題及答案智能儀器期末試題及答案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編: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)參考題及答案填空題在電子設(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。智能儀器的鍵盤常采用非編碼式鍵盤結(jié)構(gòu)，有獨(dú)立式鍵盤和（矩陣）式鍵盤，若系統(tǒng)需要4個(gè)按鍵，應(yīng)采用（獨(dú)立式）鍵盤結(jié)構(gòu)。大于8個(gè)時(shí)采用矩陣式鍵盤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。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、（采樣保持器）和A/D轉(zhuǎn)換器等幾個(gè)主要部分所組成。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。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。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。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。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。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)）。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。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。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。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）儀器等新型智能儀器。智能儀器的開機(jī)自檢內(nèi)容通常包括對(duì)存儲(chǔ)器、（顯示器和鍵盤）、（模擬量I/O通道）、總線和接插件等的檢查。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）。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。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。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。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。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。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。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。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)f0B被測(cè)信號(hào)fx與閘門開啟和關(guān)閉C兩個(gè)閘門的控制信號(hào)D時(shí)基信號(hào)f0與閘門開啟和關(guān)閉某智能儀器準(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DMCS-51串行口方式0擴(kuò)展I/O口驅(qū)動(dòng)顯示器在智能儀器中，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)。ABC50mVD5mVMC14433（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)。A2VBC1mVD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)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(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)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，已知該儀器的固有誤差為±％讀數(shù)+％滿度)，由于固有誤差產(chǎn)生的測(cè)量誤差是±(A)。ABCD某智能溫度測(cè)量?jī)x的測(cè)溫范圍是-100～1500℃，當(dāng)要求分辨率為℃時(shí)，應(yīng)選擇下列哪一種A/D轉(zhuǎn)換器芯片較為合理(A)。AICL7135(四位半)BMC14433(三位半)CADC0809(8位)DADC1140(16位)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(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→多路開關(guān)→采樣保持器→A/D轉(zhuǎn)換器→D/A轉(zhuǎn)換器在智能儀器數(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)平均濾波法C限幅濾波法D中值濾波法在廉價(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。當(dāng)兩臺(tái)智能儀器通過串行口實(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、簡(jiǎn)答題智能儀器與傳統(tǒng)儀器相比有何特點(diǎn)4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41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126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70與硬件濾波器相比，采用數(shù)字濾波有哪些主要優(yōu)點(diǎn)31智能儀器的硬件主要包括那幾部分3智能儀器的軟件通常由哪些程序模塊組成3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133設(shè)計(jì)數(shù)字多用表（DMM）的交流電壓測(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、106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82在智能儀器設(shè)計(jì)中，通常可采用哪些方法減小系統(tǒng)誤差24-26什么是虛擬儀器虛擬儀器通常由哪幾部分組成187一般情況下，由單片機(jī)構(gòu)成的智能儀器的開機(jī)自檢需要檢測(cè)哪些內(nèi)容12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(duì)嗎為什么不對(duì)31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(cuò)隨機(jī)誤差）在自動(dòng)零點(diǎn)校正、增益校正過程中，基準(zhǔn)電壓Vref的精度和穩(wěn)定度影響零位誤差、增益誤差的校正結(jié)果。（對(duì)）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）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）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）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。（對(duì)）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(shí)，需要使用采樣保持器。（對(duì)）在智能溫度測(cè)量?jī)x中，無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)）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)）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）智能儀器的開機(jī)自檢是為了減小儀器的測(cè)量誤差。（對(duì)）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)）與同軸電纜相比，雙絞線具有更寬的頻帶，因此在微機(jī)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的長(zhǎng)線傳輸中，獲得廣泛應(yīng)用。（錯(cuò)164）中值濾波可以有效地減小脈沖干擾造成的誤差。（對(duì)31）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)）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）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：畫出結(jié)構(gòu)框圖139簡(jiǎn)述其實(shí)現(xiàn)全頻段等精度測(cè)量的原理。140設(shè)計(jì)某臺(tái)智能電子稱，稱重范圍為0～100kg，要求重量分辨率為。設(shè)電阻應(yīng)變式重量傳感器的輸出信號(hào)電壓為0～50mV，要求每秒鐘檢測(cè)3次。A/D轉(zhuǎn)換器至少要選