智能仪器期末试题及答案

期末复习资料学院：电气信息学院专业：测控技术与仪器课程名称：智能仪器考试日期：205 年 6 月 27 日精品资料智能仪器复习参考题及答案一、填空题1. 在电子设备的抗干扰设计中，接地技术是一个重要环节，高频电路应选择（ 多 ）点接地，低频电路应选择（ 单 ）点接地。2. 智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘和（矩阵） 式键盘，若系统需要 4 个按键，应采用（ 独立式）键盘结构。大于 8 个时采用矩阵式键盘3. 智能仪器的显示器件常用（led）数码管或液晶显示器，其中（led 数 码管）更适合用于电池供电的便携式智能仪器。4. 智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、 （ 放大器）、滤波器、（ 采样保持器）和 a/d 转换器等几个主要部分所组成。5. 对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即(干扰源)、（传输或耦合的通道）和对干扰敏感的接收电路。6. 干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（传导）耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和（电磁）耦合。7. rs-232c标准串行接口总线的电气特性规定，驱动器的输出电平逻辑“0”为（ +5 +15 ）v, 逻辑“1”为（ -5 -15 ）v。精品资料8. 智能仪器的随机误差越小，表明测量的（精确）度越高；系统误差越小，表明测量的（准确）度越高。9. 智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、（周期性）自检和键控自检三种方式。10. 双积分型a/d 转换器的技术特点是：转换速度（较慢），抗干扰能力（强）。11. 智能仪器修正系统误差最常用的方法有3 种：即利用（误差模型）、（校正数据表）或通过曲线拟合来修正系统误差。12. 为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、（隔离变压器）、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。13. 为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）滤波法，当系统要求测量速度较高时，可采用（递推平均）滤波法。14. 随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。15. 智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模拟 量 i/o 通道）、总线和接插件等的检查。16. 异步串行通信是以字符为单位进行传送的，每个字符都附加了 （同步）信息，降低了对时钟精度的要求，但传输效率（较低）。17. 智能仪器是指将（计算机）技术和（测量控制）技术有机的结合在一起的新一代电子仪器。18. 在信号通道使用光电耦合器，能有效抑制（尖峰脉冲）干扰和各精品资料种（噪声）干扰。19. 智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种，一种是根据被测量的大小，自 动切换到不同量程的（传感器）上，另一种是自动改变电路的（放大器的增益）达到量程切换的目的。20. 智能仪器的软件通常由（监控）程序、（接口管理）程序和实现各种算法的功能模块等部分组成。21. 智能仪器的主要特征之一是，几乎都含有自动 （量程）转换、自动（零点）调整等功能。22. 异步串行通信方式中， 传送一帧字符信息由起始位、（数据位）位 、 ( 奇偶校验)位和停止位等四部分组成。23. 根据测量误差的性质和特性，一般可将其分为三类，即随即误差、（系统）误差和（粗大）误差。24. 不同设备之间进行的数字量信息交换或传输，称为（数据接口）。每秒钟串行发送或接受的二进制位数目，称为（波特率）。二、选择题1. 智能频率计采用多周期同步测量原理，是为了（a）。a在宽频率范围获得高精度b 提高测量速度c便于程序设计d 减小标准频率误差2. 智能数字频率计中采用的多周期同步测量原理，其中“同步”的含意是指（a）同步。a被测信号 fx 与时基信号f0b 被测信号fx 与闸门开启和关闭c 两个闸门的控制信号d时基信号 f0 与闸门开启和关闭精品资料3. 某智能仪器准备采用led 数码管显示器，为尽可能节约单片机的i/o 口资源， 应采用下列显示方案中的哪一种方案。（ a）a软件译码动态扫描显示b 硬件译码动态扫描显示c 硬件译码静态显示d mcs-51串行口方式0 扩展 i/o 口驱动显示器4. 在智能仪器中，模拟输入通道的抗干扰技术包括（d）。a对差模干扰的抑制b对共模干扰的抑制c采用软件方法提高抗干扰能力d以上三种方法都包括5. adc0809是 8 位的 a/d 转换器，当额定输入电压为5v 时，其分辨率约为(b)。a 0.625vb 19.5mvc 50mvd 5mv6. mc14433 （ 11 位）是三位半双积分型a/d 转换器，当额定输入电压为2v时，其分辨率为 (c )。a 2vb 0.57vc 1mvd 0.5mv7. 智能仪器的自动零点调整功能通常是由（c）的方法实现的。a软件b硬件c 软、硬件相结合d斩波稳零技术8. 采样保持器在模拟通道中的作用是（b）。a提高系统采样速率b保证在 a/d 转换期间a/d 输入信号不变c 保持系统数据稳定d 使a/d输入信号能跟上模拟信号的变化9. 在下列哪种情况下，智能仪器的模拟输入通道需要使用采样保持器？精品资料（c）a在 a/d 转换期间输入模拟量基本不变b对 a/d 转换精度要求较高时c 在 a/d 转换期间输入模拟量变化剧烈d对 a/d 转换速度要求较高时10. 用某三位半数字电压表的 200v 量程测量某电压的读数为 120.0v ，已知该仪器的固有误差为 (0.5 读数+0.1满度)，由于固有误差产生的测量误差是 ( a ) 。a 0.8vb 0.12vc 0.6vd 0.5v11. 某智能温度测量仪的测温范围是 -100 1500 ，当要求分辨率为 0.1 时， 应选择下列哪一种 a/d 转换器芯片较为合理 ( a )。a icl7135( 四位半) b mc14433( 三位半 ) c adc0809(8位) d adc1140(16位)12. 智能仪器的自检是为了实现（c）功能。a排除仪器故障b减小零点漂移c故障的检测与诊断d减小仪器的测量误差13. 下述方法哪一种可以用于减小智能仪器的系统误差。（a）。a利用误差模型修正误差b 采用数字滤波器c 采用模拟滤波器d 提高系统的抗干扰能力14. 在智能温度测量仪中用软件进行非线性补偿，是为了减小（a）。a系统误差b粗大误差c 随即误差d 量化误差15. 当智能仪器采集的数据中存在随即误差和系统误差时，正确的数据处理顺序是（ a）。a 系统误差消除数字滤波标度变换精品资料b 数字滤波系统误差消除标度变换c 标度变换系统误差消除数字滤波d 数字滤波标度变换系统误差消除16. 多通道智能温度巡检仪的信号流程顺序为（a）。 a放大器a/d 转换器采样保持器 d/a 转换器计算机b多路开关放大器采样保持器 d/a 转换器计算机c 多路开关放大器采样保持器 a/d 转换器计算机d 放大器多路开关采样保持器 a/d 转换器d/a 转换器17. 在智能仪器数据采集中，被测信号为直流电压，若需有效抑制被测信号中含有的脉冲干扰对测量结果的影响，数字滤波应采用（d）。a算术平均滤波法b 加权平均滤波法c限幅滤波法d 中值滤波法18. 在廉价、低精度 dmm( 数字万用表 )中，广泛使用线性平均值ac/dc 转换器， 用此类 dmm 测量交流电压时，下列说法那个是正确的(b)。a 测量任意波形的交流电压时，显示的都是有效值。b 只有测量正弦交流电压时，显示的才是有效值。 c 测量任意波形的交流电压时，显示的都是平均值。d 只有测量正弦交流电压时，显示的才是平均值。19. 当两台智能仪器通过串行口实现数据共享时，发现传输线上出现尖峰脉冲干扰，采用下述哪种方法可以有效消弱此种干扰。（d）a对两台仪器进行电磁屏蔽b 两台仪器均良好的接大地c传输线使用同轴电缆d 在信号通道使用光电耦合器精品资料三、简答题1. 智能仪器与传统仪器相比有何特点？42. 在什么情况下数据传送需要用调制解调器？调制解调器的作用是什么？413. 为什么在智能型电子计数器中，系统的时基信号是由外部电路产生的，而不是直接由单片机内部定时器产生的？ 1264. 在使用电阻温度传感器单电桥测温电路中，为什么要对引线电阻进行补偿？ 如何进行补偿？ 705. 与硬件滤波器相比，采用数字滤波有哪些主要优点？316. 智能仪器的硬件主要包括那几部分？ 37. 智能仪器的软件通常由哪些程序模块组成？ 38. 简述电子计数式频率计 1 误差的产生原因，怎样减小 1 误差的影响？ 1339. 设计数字多用表（ dmm ）的交流电压测量功能时， 需要用到 ac/dc 转换器， 目前有哪两种主要转换方法？105 简述它们具有哪些技术特点？105 、10610. 标度变换的目的是什么？有哪几种常用方法实现标度变换？8211. 在智能仪器设计中，通常可采用哪些方法减小系统误差？24-2612. 什么是虚拟仪器？虚拟仪器通常由哪几部分组成？18713. 一般情况下，由单片机构成的智能仪器的开机自检需要检测哪些内容？1214. 智能仪器采用数字滤波器后，就不需要硬件模拟滤波器了，这种说法对吗？ 为什么？不对 3115. 逐次逼近式数字电压表与双积分式数字电压表相比较，各有哪些主要特点？95-96四、判断题精品资料1. 数字滤波中的去极值平均滤波法，可以有效地减小智能仪器的系统误差。（错随机误差）2. 在自动零点校正、增益校正过程中，基准电压vref 的精度和稳定度影响零位误差、增益误差的校正结果。 （对）3. 在智能温度测量仪中，针对热电阻传感器的特性采用软件进行非线性补偿，是为了减小系统误差。（对 81）4. 智能仪器的自动零点调整功能，是在软、硬件的密切配合下完成的。（对17-18）5. 光电耦合器对数字量i/o 通道中的尖峰干扰和各种噪声，具有良好的抗干扰效果。（对 163）6. adc0809是 8 通道 8 位逐次逼近型a/d 转换器，当满量程电压为5v 时 ， 它的分辨率是19.5mv 。（对）7. 在智能仪器的模拟量输入通道中，当a/d 转换期间输入模拟量快速变化时，需要使用采样保持器。（对）8. 在智能温度测量仪中，无论使用热电阻传感器还是使用半导体集成传感器， 都必须进行非线性补偿。（错）9. 智能仪器设置自动量程转换功能后，必须设计完善的输入保护措施，使其最小量程能够承载最大允许输入量而不损坏，直至量程自动调整为最大量程。（对）10. 智能仪器在数据通信中使用调制解调器，是为了获得更高的数据传输速率。（错 41）11. 智能仪器的开机自检是为了减小仪器的测量误差。（对）精品资料12. 智能温度测量仪中使用软件进行非线性校正，主要是为了校正传感器输出特性的非线性。（错）13. 与同轴电缆相比，双绞线具有更宽的频带，因此在微机实时系统的长线传输中，获得广泛应用。（错 164）14. 中值滤波可以有效地减小脉冲干扰造成的误差。（对 31）15. 智能仪器的自动零点调整功能是由纯软件的方法实现的。（错）16. rs-232c标准串行接口总线采用的是ttl电平，因此它的传输距离比rs-485 短 。（对 44、46）17. 软件抗干扰技术具有成本低、灵活性高等特点，完全可以取代硬件抗干扰措施。（错）五、综合题1. 在智能数字频率计中，多周期同步测量原理可实现全频段等精度测量，设计一个用 mcs-51 单片机实现此功能的结构框图。要求：1) 画出结构框图1392) 简述其实现全频段等精度测量的原理。1402. 设计某台智能电子称，称重范围为0100kg ，要求重量分辨率为0.1kg 。设电阻应变式重量传感器的输出信号电压为0 50mv ，要求每秒钟检测3 次。1) a/d 转换器至少要选择多少位的？102) 选择适当型号的a/d 转换器芯片。 mc144333) 根据所选的a/d 转换器芯片，确定模拟通道的总放大倍数au 。（ 40）3. 设计某台智能温度测量仪，设计要求：测温范围为-50 150 ；温度分辨率为 0.1 ；测量误差小于 1；测量速度为3 次/秒，根据上述要求，精品资料1) a/d 转换器至少应选多少位的？（3 位半） 选择适当型号的a/d 转换器；mc144332) 为简化程序设计，应选择哪种类型的温度传感器（半导体集成）？选择一种能满足设计要求的温度传感器的具体型号。ad5904. 某智能测温仪的测量范围为-50 +150 ，当t min50 时，对应的 a/d 转换值为 n=0，当 tmax150 时，对应的a/d 转换值为n=2000 。4) 若用软件实现标度变换，求标度变换的公式；t=0.1n-505) 若要求显示分辨率为0.1 ，则显示器需要几位数码管？45. 去极值平均滤波兼有算术平均滤波和中值滤波的优点，简述去极值平均滤波的算法，并画出程序流程图。326. 试画出智能型温度测量仪的硬件组成框图。657. 画出由单片机构成的智能仪器自动零点调整的原理示意图