自动检测总结

1、 一。解释名词 检测-是采用现代科技方法与装置对工业现场的有关信息进行检查与测量，并将结果加以全面利用的一项应用技术，它是工业自动化的核心技术之一。测量-是检测技术的主要组成部分，是借助于专门的技术和一起装置，采用一定的方法获取某一客观事物定量数据资料的真实过程。自动检测-是在测量和检测过程中完全不需要或仅需要很少的人干预而自动进行并完成的。智能仪器-虚拟仪器-就是在以通用计算机为核心的硬件平台上由用户设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。反馈控制-误差-在检测过程中由于检测系统的精确度有限，测量方法不完善，环境中存在各种干扰因素以及检测技术水平限制等原因，必然是

2、测量值与真实值之间存在着一定的差值，这个差值称为测量误差。干扰-来自内部和外部影响电子装置正常工作的各种因素温度漂移-周围温度变化引起的零点漂移或灵敏度漂移。误码率-被传错的二进制码元数/传输的码元总数传输速率-包括数据传输速率和调制速率两种，分别用比特率和波特率来表示单工通信-指数据总是沿一个固定方向传送，如从终端发数据给计算机，而不接收从计算机发来的信息。全双工通信-指数据能同时沿相反的两个方向传送屏蔽-防止静电和电磁的相互感应所采用的技术措施线性化-使输出与输入之间的关系为线性关系接地技术-线性补偿-软件陷阱-就是用一条引导指令，强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序

3、出错进行处理的程序。采样保持-为了保证在A/D转换过程中指模拟信号的较高当然精度转化为数字信号。现场总线-是综合运用微处理技术，网络技术，通信技术，和自动控制技术的产物。共模抑制-作用于检测仪表的共模干扰信号于使仪表产生同样输出所需的差模信号之比。基带传输-信号以其基带进行的传输。信噪比-指的是在信号通道中，有用信号的功率与伴随的噪声功率之比。电器隔离-从电路上把干扰源与敏感电路部分隔离开来，使他们之间不存在电的联系，或者削弱它们之间电的联系。测试防护-工频干扰-数字滤波-通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重，因此它实质上是一种程序滤波幅频特性-在放大器中放大倍数随频率变化的关系

4、为 式中 表示电压放大倍数的大小和频率间的关系。数据融合-仿真测试-曲线拟合-失真-DAQ系统-是以数据采集板，信号调理电路和计算机为仪器硬件平台组成的插卡式模拟仪器系统。智能人工-线性度-固有噪声-嵌入式统-系统集成-模数变换-A/D转换器将模拟量转换为数字量。二。填空题1。自动检测系统一般包括传感器、测量电路、显示或输出等几部分。2。传感器和检测技术 的应用，标志着自动检测技术基础的形成。 3。 模拟信号的传输方法分为模拟信号模拟传输和模拟信号数字传输。 4。 信号传输可以以电流,电压两种方式:近距离选择电压方式, 较远距离选择电流方式5。 在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，

5、必须将传感器输出的模拟信号通过编码器对其进行采样、量化和编码，将其转换成数字信号，再放在数字信道上传输，为此要使用模数转换器.7。 传输速率包括数据传输速率和调制速率两种， 分别用比特率和波特率来表示。 8。数据的传输分为串行传输与并行传输。 9。 相对来讲：串行传输速度慢，费用低，远距离； 并行速度快，成本高，近距离10。一个数据采集系统硬件结构主要有传感器、多路开关及采样/保持器（S/H）、 滤波器和放大器（IA）、AD转换器、计算机及接口电路等。11。现场总线是综合运用微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的产物。12。集中采集式又有两种结构形式：同步型和分时型。 13。实现模拟

6、量切换的电子开关-模拟开关14。采样保持电路是为了保证在AD转换过程中，使模拟信号以较高的精度转换为数字信号15。AD转换器是一种将模拟量转换成数字量的器件，通常也称为ADC16。AD转换器的类型较多。按其转换输出数据的方式，可分为并行和串行两种，其中并行又分为8位、10位、14位和16位等；按其转换原理可分为逐次逼近式和双积分式等。 17。AD转换器的主要技术特性如下：(1) 分辨力与分辨率(2) 量化误差(3) 转换时间。(4) 转换速率18。 环境复杂，保真度要求高，各模块间互有影响的 测试系统需要加装隔离装置19。隔断干扰信号的电磁耦合和传递20。光电耦合器隔离的应用系统内外隔离 系统

7、前后级隔离 电磁干扰的隔离21。来自内部和外部、影响电子测量装置正常工作的各种因素， 统称为“干扰”。 22。各种常见干扰: (1).机械的干扰及抑制 (2).热的干扰及抑制 (3).光的干扰及抑制(4).湿度变化的干扰及抑制 (5).电和磁的干扰及抑制 (6).射线辐射的干扰及抑制(7).化学的干扰及抑制23。 电磁干扰对于电子测量系统而言，是最为普遍和影响最严重的干扰， 因此一定要认真处理这种干扰。 24. 在电子测量系统中出现的、不希望有的无用信号称为“噪声”。通常所说的干扰就是指噪声造成的不良效应。25. 信噪比指的是在信号通道中，有用信号功率与伴随的噪声功率之比。26电子装置的内部，

8、 由于工频感应，也会产生交流噪声。27电磁耦合又称互感耦合，它是由于两电路之间存在互感而产生的，一个电路中电流的改变引起磁交链而耦合到另一电路。 28形成干扰的三要素： 干扰源、对噪声敏感的接收电路及噪声源到接收电路之间的耦合通道29抑制干扰积极、主动的措施是消除干扰源。要消除干扰源， 必须首先确定何处是干扰源。30要削弱接收电路对干扰的敏感性，必须提高检测装置的抗干扰能力。31差模干扰又称横向干扰、正态干扰或串模干扰等32共模干扰又称纵向干扰、对地干扰、同相干扰、共态干扰等33在实际测量过程中，由于共模干扰的电压一般都比较大，而且它的耦合机理和耦合电路不易搞清楚，因此共模干扰对测量的影响更为

9、严重。 34CMRR是电子测量系统对共模干扰抑制能力的度量。CMRR值越高，说明系统对共模干扰的抑制能力越强。 35.静电屏蔽可以防止静电耦合干扰，用它可消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。 36.电磁屏蔽的基本原理是采用导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形，将被保护的电路包围在其中，利用高频电磁场对屏蔽金属的电磁感应作用，在屏蔽金属内产生涡流，用涡流产生的磁场抵消或减弱干扰磁场的影响，从而得到屏蔽的效果。37. 采用屏蔽罩,屏蔽网，屏蔽盒,传输采用屏蔽线等。38电磁屏蔽只适用于防止高频电磁场的影响。 39屏蔽盒其一可以防止电磁外泄，其二可以外部传入造成干扰。40

10、驱动屏蔽又称“电位跟踪屏蔽”，就是用被屏蔽导体的电位通过11电压跟随器来驱动屏蔽导体的电位41因此驱动屏蔽能有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰42在电子测量系统中，地的含义包括两种。一个系统或一个电路的等电位参考点，另一个指地球的大地43接地的目的是为系统或电路的各部分提供一个稳定的基准电位，并以低的阻抗为信号电流回流到信号源提供通路44信号地线又可分为两种：模拟地和数字地。模拟地是模拟信号的零电位公共线。数字地是数字信号的零电位公共线。45浮置又称浮空、浮接，它指的是电子测量系统的输入信号放大器公共线(即模拟信号地)不接机壳或大地。46平衡电路又称为对称电路。它是指双线电路中的两根导线与连接到

11、这两根导线的所有电路对地或对其他导线电路结构对称，对应阻抗相等。47采用平衡电路可以使对称电路结构所拾捡的噪声相等，并可以在负载上自行抵消。 48RC低通滤波器，适宜缓变信号，而对外界干扰抑制较好49LC滤波器有一个谐振频率，其值为 50它们之间的信号传输是靠发光二极管在信号电压的控制下发光，传送给光敏三极管来完成的。输入信号和输出信号二者之间在电气上是绝缘的。 51对于脉冲电路来说，理想的信号波形应具有以下特征： 幅度一定； 重复周期或脉冲宽度一定； 波形无畸变，不寄生其他非工作信号波形； 没有相位偏移； 零电平基准线保持不变。 52削波器只让高于电压E的脉冲信号通过，而低于电压E的干扰脉冲

12、则被削掉。 53在脉冲电路中为了抑制窄脉冲型的噪声干扰，使用积分电路是最有效的。541。用开关电源 2。用DC/DC变换器 3。用封装的电源模块 4。关键部位用电池供电等55所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重，因此它实质上是一种程序滤波。56（1） 数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬件设备， 所以可靠性高、稳定性好。 （2） 数字滤波可以对频率很低(如0.01 Hz)的信号实现滤波， 克服了模拟滤波器的缺陷。 （3） 数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。 57算术平均值滤波法是在采样点连续采样数次并相加，

13、然后取算术平均值作为本次采样值的方法58一般来说，算术平均值滤波法适用于周期性干扰；中值滤波法和限幅滤波法适用于偶然的脉冲干扰；惯性滤波法适用于高频及低频的干扰信号。 59所谓软件陷阱，就是用一条引导指令，强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。60线性关系体现一种特殊规律61测量范围减小的程度与测量精度要求有关。当精度要求不太高时，在相当宽的范围内都可近似为线性关系，而精度要求较高时，线性范围会随之变窄。62.为了获得合适的线性范围，可根据特性曲线合理选择工作点的位置。63.通过在测量装置中增加非线性补偿环节(或称为线性化器)， 可改善其整体非线性。线性

14、化器既可用硬件实现，也可用软件实现。 64随着计算机技术的发展，用软件对测量装置的非线性进行补偿与修正，因成本低、效果好，也越来越多地受到了重视。 65补偿方法分为三种。为模拟非线性补偿法； 非线性A/D转换补偿法； 数字非线性补偿法。66补偿方法分为三种。若线性化器放在A/D转换之前或测量装置没有A/D转换部分(即模拟式测量装置)，则称为模拟非线性补偿法； 若在A/D转换过程中进行非线性补偿，则称为非线性A/D转换补偿法； 若线性化器放在A/D转换之后的数字电路部分，则称为数字非线性补偿法。671。开环补偿方式 2。反馈补偿方式。 3. 增益控制补偿方式68模拟非线性补偿法中，实现折线电路最

15、常用的方法是，利用二极管的单向导电特性组成非线性电阻网络69两个相邻环节之间的连接方式不外乎三种串联、并联和负反馈，70. 根据软件线性化器的输出输入关系解析表达式或特性曲线，事先求出一系列(但不是全部)输入所对应的输出，存储到EPROM中， 或直接将标定数据存储到EPROM中。71. 什么是测量装置对温度的有害灵敏度？若测量装置具有线性输出输入特性，则其对温度的有害灵敏度包括哪些内容？72在下列信号料理电路中,指出三部分的功能作用.答：1，两对管构成差动，放大器可对消温漂。2，c克服大输入时闭环稳定性问题。3，晶体三极管构成的对数放大器电路的对数转换范围更宽，效果更好。73. 若采用并联式温

16、度补偿，可在原边线路或副边线路中串接热敏电阻，能使温度附加误差缩小到原来的几分之一，这只能满足一般要求。为满足较高要求，可采用反馈式温度补偿。74. 湿度的影响甚至比温度的影响还要严重。但是湿度补偿方法的研究，都远没有对温度的研究那样成熟。因此，湿度补偿技术将很可能成为今后检测技术的一个新的研究方向。 75. 微机子系统是整个系统的核心，对整个系统起监督、管理、 控制作用，例如进行复杂的信号处理、控制决策、产生特殊的测试信号、控制整个测试过程等。76测试系统的软件通常由监控主程序、中断服务程序、测试算法、通信与控制程序等组成， 77将传感器、调理电路、数据采集系统组建为一个测试系统的基本原则是

17、使测试系统的基本参数、静态性能及动态性能均达到预先规定的要求78虚拟仪器=宿主机+功能卡件+通信传输+软件（面板+处理+显示）79从频域信号中提取的信息是基于信号的频率成分，而不是信号的形状，也不是随时间变化的特性。80信号分为模拟信号和数字信号。数字(二进制)信号又可分为开关信号和脉冲信号，模拟信号可分为直流信号、时域信号和频域信号， 81.共模干扰是指输入通道两个（输入）端上共有的（ 干扰） 电压。82一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。83测量装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力指的是 稳定性 。三。 选择和判断改错 1。 自动检测系统的结构形式包括:

18、(ABDE). A. 串连结构 B . 反馈结构 C. 主动结构 D.差动结构 E.扫描结构 2。_ABD_属于自动检测技术的发展方向. A. 智能化检测系统 B.虚拟仪器 C. 自动化检测系统 D.网络化检测系统 E. 精密检测仪器 3。 按测量方式分类不属于该划分是_C_。A. 偏差式测量 B. 零位式测量 C. 间接式测量 D. 微差式测量4。 系统动态特性包括：_ABC_。 A. 传递函数 B. 频率响应函数 C. 脉冲响应函数 D. 灵敏度 5。 测试系统的漂移是_AB_. A. 温度漂移 B. 零点漂移 C. 机械松动 D. 数据偏大 E. 以上都不是。6。设计实时系统要考虑_AB

19、CD_。 A. 高可靠性 B. 优先权设置 C. 过载保护 D.时间片大小。7。物理量电测法最大好处是_ABCD_。A. 便于采录 B. 便于传输和自动处理 C. 提高精度 D. 最终借助于计算机进行研究。E. 测试速度快8 测试系统的静态特性并不包括：_C_. A. 线性度 B. 灵敏度 C. 幅频特性 D.重复性。9。减小随机误差的方法不包括：-C-A.提高检测系统的准确度 B.抑制噪声干扰 C.使用智能测试技术 D.对测量结果的统计处理10。 采用程控放大器的主要目的是_B_。 A.加快测试速度 B.自动控制系统增益和带宽 C.抑制漂移影响 D.减少人工干预11. 常用的多路复用技术包括

20、：DA. 时分多路复用 B.频分多路复用 C. 波分多路复用 D.以上全对。12理想的脉冲信号波形应具有以下特征：_ABCDE_ A. 幅度一定； B. 重复周期或脉冲宽度一定； C. 波形无畸变，不寄生其他非工作信号波形；D. 没有相位偏移； E. 零电平基准线保持不变。13. 仪器仪表电源新措施包括：ABCD A. 用开关电源 B。用DC/DC变换器 C。用封装的电源模块 D。关键部位用电池供电 E。尽量减少电源种类14. 常用的数字滤波方法有_ABCD_A. 算术平均值滤波法 B. 限幅滤波法 C. 中值滤波法 D.惯性滤波法 E。剔除野值。15硬件线性化器的常用设计方式有_ABC_.A

21、. 开环补偿方式 B。反馈补偿方式 C. 增益控制补偿方式 D.算术平均值法 E。抑制噪声干扰16 _C_是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。A. 敏感元件 B.转换元件 C. 传感器 D.被测量17表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为_D_. A.理论直线 B.标定曲线 C.理论标定曲线 D.幅频曲线18传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的_D_. A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高19由于检测与控制的对象常为非电量，需要通过_C_转换为电量。A.控制装置B.中间转换电路C.传感器D.微机 20.

22、 单晶直探头发射超声波时，是利用压电晶片的_B_，而接收超声波时是利用压电晶片的_A_，发射在_D_，接收在_E_。 A. 压电效应 B. 逆压电效应 C. 电涡流效应 D.先 E.后 F.同时判断正误：21。 网络化检测技术与具有网络通信功能的现代网络检测系统应运而生。 （ T ）22。测量值和真实值之间存在着一定的差值，这个差值称为测量误差。 （ T ） 23。研究测试误差的目的是分析原因,得出解决方法和途径，合理修正测量,追求准确和精确.（ T ） 24。信号传输可以以电流,电压两种方式:近距离选择电流方式，较远距离选择电压方式。（ F ）25。自动测控系统，测量部分需要A/D，控制部分

23、需要D/A。（ T ）26。UI变换器集成器件在测试系统中完成电流信号和电压信号的相互转换。（ F ）27。传输速率包括数据传输速率和解码速率两种， 分别用比特率和波特率来表示。（ F ）28。点点连接方式，是将终端和计算机系统之间用固定的专用线路相连接， 平时并不拆除， 适用于通信量较大的情况。 （ T ）29。相对来讲：串行速度慢，费用低，远距离；并行速度快，成本高，近距离。（对） 30电磁干扰对于电子测量系统而言，是最为普遍和影响最严重的干扰， 因此一定要认真处理这种干扰。 （ 对 ）31在电子测量系统中出现的、不希望有的无用信号称为“噪声”。通常所说的干扰就是指噪声造成的不良效应（ 对

24、 ）32信噪比指的是在信号通道中，有用信号功率与伴随的噪声功率之比。（ 对 ）33电子装置的内部， 由于工频感应，也会产生交流噪声。（对 ）34公共阻抗耦合就是多个电路通过共有阻抗造成的耦合。（ 对 ）35静电屏蔽可以防止静电耦合干扰，用它可消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。 （ 对 ）36采用平衡电路可以使对称电路结构所拾捡的噪声相等，并可以在负载上自行抵消。 （ 对 ）37. 数字滤波器实际上是通过一定的计算机程序对采样数据进行处理，来实现上述滤波方法的。( 对 )38. 取非线性特性曲线上线性比较好的一段，近似为线性关系。( 对 ) 39. 进行温度补偿包括采取对系统

25、相关部分采取恒温措施（ 对 ）40. 传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。( 对 四。简答题 （1） 检测系统通常由哪几部分组成？传感器，测量电路，显示或输出等几大部分 （2） 自动检测系统的结构形式通常可分成哪几类?串联结构，反馈结构，差动结构，扫描结构（3） 非电学量电测法具有哪些特点?便于采集，传输和自动处理，提高精度，最终借助与计算机进行研究（4） 检测系统的静态特性指标有哪些？说明它们的意义和表示方法p7。灵敏度：系统在稳定工作的情况下输出改变量与引起此变化的输入改变量之比重复性：在相同环境下进行重复测试分辨率：稳定性：漂移：迟滞：线性度：（5） 数据采集系统主要实现哪些基本

26、功能？数据采集是将温度压力流量位移等模拟量进行采集，量化并转换成数字量，有计算机存储处理显示货打印，有采样量化的功能（6） 什么是现场总线？是综合运用微处理技术，网络技术，通信技术，自动控制技术的产物（7） 数据采集系统中的电气隔离方法有哪些？光电耦合隔离，电磁耦合隔离，电容耦合隔离（8） 什么是电子测量系统的“干扰”与“抑制”？“抑制”的措施是什么？p57（9） 形成干扰的三要素是什么？研究它们的目的是什么？p62（10） 什么是共模干扰、 串模干扰和共模干扰抑制比？p63-65（11） 屏蔽有哪几类？各有何特点？静电屏蔽，电磁屏蔽，低频磁屏蔽，驱动屏蔽 （12） 在电子技术中的“接地”概念

27、是什么？一般有哪几种地线？一点接地与多点接地各有什么特点？p69-70（13） 根据线性化器与其他环节的关系，非线性补偿可分为哪几种补偿方式？每种补偿方式的特点是什么？请用框图简要说明之。 （14） 用图解法求线性化器的输出输入特性与用解析法求线性化器的输出输入特性相比较有何特点？请简要说明之。图解法简单直观明了，能在一张图看到原始系统特性，放大器特性。线性代器的特性以及最终系统特性，而且还看出线性代器的特性与原始系统特性是对偶的 （15） 反对数放大器电路原理图如图4-49所示。设UCC为恒定的参考电压，V1和V2为理想的对管，试分析其工作原理。P122 （16） 什么是测量装置对温度的有害

28、灵敏度？若测量装置具有线性输出输入特性，则其对温度的有害灵敏度包括哪些内容平p114-115(17) 什么式智能测试系统？其核心是什么？p4微处理器.以微处理器为中心的智能化检测系统借助计算机丰富的软硬件资源对被测信号进行实时处理和输出，能够测量多种参量，既有电气量，又有非电气量。具有多个输入通道，可进行多点测量。能够快速进行动态在线实时测量，能够实时对快速信号分析处理 ，排除噪声干扰，消除偶然误差，修正系统误差。具有自校正和自诊断及与计算机通信的功能，从而实现测量结果的高准确度以及具有对被测信号的高分辨能力。(18) 什么是虚拟仪器？ 它有哪些特点？p308(19) 简述测量和检测技术的关系

29、？（测量是检测技术的主要组成部分，是借助于专门的技术和仪器装置，采用一定的方法获取某一客观事物定量数据资料的认识过程。）(20) 简述采用光电耦合器件的作用，举例说明。P75五。综合题（重点大题）1说明下列线路图的功能，指出各器件的作用？80310809111P0ALECLKALESTARTOERDP2.7WRABCP0.0P0.1P0.2VR(+)VR(-)+5VGNDIN0 · · · ·INT7D0D7CPDQQ2说明下图给出的信号调理电路框图的功能和作用？ 程控放大器进行量程自动切换原理框图当被测信号的幅值变化范围很大时，为保证测量精度的一致性，

30、可采用程控放大进行量程自动切换。通过控制放大器的增益，对幅值小的信号用大增益。对幅值大的信号用小增益。是A/D转换信号满量程达到均一化。程控放大器的反馈回路中包含一个精密梯形网络或权电阻网络，使其增益可按二进制或十进制的规律进行控制。一个具有三杀增益控制线A0，A1，A2的程控放大器具有八种可能增益。若无八种增益，用2条增益线可实现4种增益。1条控制线可实现2种增益，不同控制线接固定电平。3根据框图说明检测系统的组成结构和设计方法？监测系统的主要作用在于测量各种参数和用于显示或控制。为实施测量一般检测系统包括传感器，测量电路显示或输出等几大部分。自动监测系统的结构形式：1，重复结构：为了提高检

31、测系统的灵敏度和抗干扰能力，常采用多个基本元件的结构形式。2，反馈结构：将反馈技术引入到检测技术中，不仅可以提高测量精度改善测量系统的性能，而且还能使某些用传位检测系统无法解决的问题得以解决。3，差动结构：消除或减弱干扰量得影响，同时对有用信号的灵敏度提高。4，扫描结构：使传感器在被测物体上按直角坐标系做有规律运动，把被测物体上所有应该监测的位置都检测到。4设某测试料理电路的传输特性曲线如下，分AB和CD两部分，在测试中分段利用各自有什么优缺点？ 由他的特性曲线可以看出，AB段的测量范围窄，但灵敏度大。CD段的测量范围宽，但灵敏度小。可根据需要将工作点选在M1或M2。5利用二极管的单向导电特性组成非线性电阻网络，设置在运算放大器的反相输入端，如图，由电阻Ram改变各段折线的斜率，由负极性的参考电压VR以及电阻