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自动检测技术（作业）测控系统原理与设计：1、 多路测试系统在什么情况下会出现串音干扰？怎么减少和消除？答：原因模拟开关的关断电阻不是无穷大,对正在接通的采集电路构成干扰.这就是串音干扰. 减少和消除措施 1 减少信号源内阻,可采用电压跟随器. 2 选用开路电阻大,接通电阻小的开关管. 3 减少输出端并联开关数. 4 选用寄生电容小的多路开关.2、 试述零位误差和灵敏度误差的校正方法。y2123xy答：由误差校正模型推出相应的校正公式，并据此设计出电压测量系统的系统误差校正电路，如图测试前先将开关置于位置“1”使输入接地，测得输出电压为x0。在将开关置于位置“2”接已知标准输入电压y2。测得输出电压为x2。最后将开关置于位置“3”，接未知待测输入电压y，若测得输出电压为x，则可按校正公式由已知的y2和测得的x0、x2和x计算出被测输入电压值y。8、 常用的数字滤波算法有哪些？说明各种滤波算法的特点和使用场合。答：1、限幅滤波法根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A），每次检测到新值时判断： 如果本次值与上次值之差A，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值；能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰，但无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差。2、中位值滤波法连续采样N次（N取奇数），把N次采样值按大小排列，取中间值为本次有效值。 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰，对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果，对流量、速度等快速变化的参数不宜。3、算术平均滤波法连续取N个采样值进行算术平均运算，N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低；N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高。N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4。适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波，这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动，对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用，比较浪费RAM 。4、 去极值平均滤波法A方法： 相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”，连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算N-2个数据的算术平均值。N值的选取：314。融合了两种滤波法的优点，对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差，测量速度较慢，和算术平均滤波法一样，比较浪费RAM。5、移动平均滤波法把连续取N个采样值看成一个队列，队列的长度固定为N，每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉原来队首的一次数据(先进先出原则) 。把队列中的N个数据进行算术平均运算，就可获得新的滤波结果。N值的选取：流量，N=12；压力：N=4；液面，N=412；温度，N=14。对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频振荡的系统，灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差，不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差，不适用于脉冲干扰比较严重的场合，比较浪费RAM。6、加权平均滤波法是对递推平均滤波法的改进，即不同时刻的数据加以不同的权，通常是，越接近现时刻的资料，权取得越大，给予新采样值的权系数越大，则灵敏度越高，但信号平滑度越低。适用于有较大纯滞后时间常数的对象和采样周期较短的系统，对于纯滞后时间常数较小，采样周期较长，变化缓慢的信号，不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差。7、 低通滤波 即用软件算法实现描述模拟RC低通滤波器特性的微分方程。 对周期性干扰具有良好的抑制作用，适用于波动频繁的参数滤波，但会带来相位滞后，灵敏度低。滞后的程度取决于a值得大小，同时，它不能滤除频率高于采样频率二分之一的干扰信号。8、 复合滤波 即将所介绍的两种以上的算法结合起来使用。 在实际应用中，解决随机扰动不单一，有时既要消除脉冲干扰，又要作数据平滑的问题。6、为什么微机化测控系统要具备自检功能？自检方式有哪几种？常见自检内容有哪些？答: 自检能确定测控系统是否有故障以及故障的内容和位置，他是微机化测控系统应具备的基本功能之一，也是提高可靠性和可维护性的重要手段之一。自检方式有三种：开机自检、周期性自检和键盘自检。常见自检内容有：ROM或EPROM的检测、RAM的检测、总线的自检及显示器与键盘的检测。7、电路输入阻抗高是否容易接收高频噪声干扰？为什么？答：否，输入阻抗高不一定容易接受高频噪声干扰。因为抑制噪声干扰有三种方法： 降低噪声源的强度，使接收电路对噪声不敏感，抑制或切断噪声源与接收电路间的耦合通道。当输入阻抗小时，会抑制耦合效应，此时不容易接收高频噪声。若输入阻抗高时，可通过降低噪声源的强度或者切断噪声源与接收电路间的耦合通道等方法来抑制噪声干扰。8、 接地方式有那几种？各适用于什么情况？答：单点接地方式：又分为串联单点接地和并联单点接地。主要用于低频系统 之中；多点接地方式：主要用于高频系统之中。9、 信号传输线屏蔽层接地点应怎样选择？答：信号传输线屏蔽层必修妥善接地，才能有效的抑制电场噪声对信号线的电容 性耦合，但同时又必须防止通过屏蔽层构成低阻接地环路。为此，应遵循以下原 则选取接地点：当放大器接地而信号源浮地时，信号传输线的屏蔽层的接地点应 选择在放大器的低输入端；当信号源接地而放大器浮地时，信号传输线的屏蔽层 的接地点应接到信号源的低端。 10、 何谓“接地环路”？它有什么危害？应怎样避免？答：当信号源与系统地都接大地时，两者之间就构成了“接地环路” ； 由两个信号输入电路上所加的共模电压引起的噪声干扰 （又称共模干扰） ； 改为一点接地，并保持信号源与地隔离，此时产生的干扰电压大有改善。 11、 屏蔽有哪几种类型？屏蔽结构有哪几种形式？答：屏蔽类型有：静电屏蔽；电磁屏蔽；磁屏蔽。 屏蔽结构形式有：屏蔽罩、屏蔽栅网、屏蔽铜箔、隔离舱和导电涂料。12、 为什么长线传输大都采用双绞线传输？答：在长线传输中采用双线传输、双端差动输入状态。为实现双线平衡传输，通 常采用双绞线，因为双绞线的双线绞合较紧，各方面处于基本相同的条件，即产 生的感应干扰电压完全相同纯共模电压；而且两根传输线内阻相同，对地分 布电容和漏电电阻也相同，因此有很好的平衡性。此外，双绞线对电感耦合噪声 有很好的抑制作用。13、 为什么光电耦合器具有很强的抗干扰能力？采用光电耦合器时，输入和输出部分能否共用电源？为什么？答：光电耦合器具有很强的抗干扰能力是因为： 光电耦合器的输入阻抗很低，能馈送到输入端的噪声自然很小，即使有时干扰电压的幅值较大，但所能提供的能量也很小，不能使二极管发光，光电晶体管也不能工作，从而干扰被抑制掉； 光电耦合器的输入端和输出端的寄生电容极小，而绝缘电阻又非常大，因此光电耦合器一边的各种干扰噪声很难通过光电耦合器馈送到另一边去。采用光电耦合器时，输入和输出部分不能共用电源。因为如果共用一个电 源，则其隔离作用将失去意义。14、 什么叫“共地”？什么叫“浮地”？各有何优缺点？答：“共地”是指把系统的系统地与大地相连，此时系统地与大地电位相同。 “共地”系统常用于工业电子控制装置之中，有利于信号线的屏蔽处理，机壳接 地可以免除操作人员的触电危险；“浮地”是指把仪器中的信号放大器的公共线不接外壳或者大地的抑制干 扰措施。“浮地”阻断了干扰电流的通路，明显的加大了系统的信号放大器公共 线与地（或外壳）之间的阻抗，减少了共模干扰电流，提高了共模抑制能力。 15、 何谓“共模干扰”？何谓“差模干扰”？应如何克服？ 答：“共模干扰” ：共模噪声与被测信号叠加在一起，对信号产生的干扰。 克服方法：一方面要设法减少共模电压 U，另一方面要设法减少共模增益 K 或提高共模抑制比 CMRR。 “差模干扰” ：差模噪声与被测信号叠加在一起，对信号产生的干扰。 克服方法：在源头上切断噪声耦合途径；利用干扰与信号的差别把干扰消除掉或者减到最小，具体措施有：频率滤波法、积分法、电平鉴别法（采用脉冲 隔离门抑制干扰；采用削波器抑制干扰） 、脉宽鉴别法。16、 如何抑制来自电源与电网的干扰？答：抑制来自电源与电网干扰的措施有： 电源滤波和退耦；采用不间断电源和开关式直流稳压电源； 系统分别提供和采用电源模块单独供电； 供电系统馈线要合理布线。 17、 在印制电路板上用地线隔开输入与输出线能抑制干扰吗？为什么？答：在印制电路板上，用地线隔开输入与输出线能够抑制干扰。由于输入线与输出线之间有地线，起到了屏蔽作用，消除了寄生电容 C 0 和寄生 反馈，起到了抗干扰作用。18、 在软件抗干扰中有哪几种对付程序“乱飞”的措施？各有何特点？答：为了使“乱飞”程序在程序区迅速纳入正轨，应该多采用单字节指令，并在 关键地方人为的插入一些单字节指令 NOP，或将有效单字节指令重写，称之为冗余。 特点：NOP 的使用，可在双字节指令和三字节指令之后插入两个单字节 NOP 指 令，这可以保证其后的指令不被拆散。因为“乱飞”程序即使落在操作数上，由 4 于两个空操作指令 NOP 的存在，不会将其后的指令当操作数执行，从而使程序 纳入正轨； 重要指令冗余：对于程序流向起决定作用的指令和某些对系统工作状态起 重要作用的指令的后面，可重复写上这些指令，以确保这些指令的正确执行。19、 何谓软件冗余技术？他包括哪些方法？答：软件冗余技术指当由于干扰而使运行程序发生混乱，导致程序“乱飞”或 者陷入死循环时，为使程序纳入正轨而采取的措施。 软件冗余技术包括： 指令冗余技术：NOP 的使用，重要指令冗余； 时间冗余技术：重复检测法、重复输出法、指令复执技术、程序卷回技术 及延时避开法。 20、 何谓软件陷阱？软件陷阱一般设置在程序的什么地方？答：软件陷阱就是用引导指令强行将捕获到的“乱飞”程序引向复位入口地址 0000H，在此处将程序转向专门对程序出错进行处理的程序，使程序纳入正轨。 软件陷阱一般设置在：未使用的中断区、运行程序区、未使用的 EPROM 空间、非 EPROM 空间、中断服务程序区、RAM 数据保护的条件陷阱。 21、 何谓“看门狗”技