吉林大学智能仪器试卷

本文格式为Word版，下载可任意编辑——吉林大学智能仪器试卷《智能仪器设计基础》试题

一、判断题（每题2分，共20分）

1.因中值滤波满足比例不变性，所以是线性的滤波器。（）

2.基准电压Vr的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。（）3.测量获得一组离散数据建立近似校正模型，非线性校正精度与离散数据精度无关，仅与建模方法有关。（）

4.RS232通信采用的是TTL电平，因此它的传输距离比485短。（）

5.USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电。在自供电模式下，USB设备不需要任何外接电源设备。（）

6.LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式，这两种驱动方式可在使用时随时改变。（）

7.智能仪器中的噪声与干扰是因果关系，噪声是干扰之因，干扰是噪声之果。()8.软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。（）

9.RAM测试方法中，谷值检测法无法检测“粘连〞及“连桥〞故障。（）10.曲线拟合要求y=f（x）的曲线通过所有离散点（xi，yi）。（）

二、选择题（每题2分，共20分）

1.多通道数据采集系统的框图如下图所示。其中（1）~（4）各部分的组成为:()

A.放大器、A/D转换器、D/A转换器、计算机B.多路开关、放大器、A/D转换器、计算机C.多路开关、放大器、D/A转换器、计算机D.放大器、多路开关、A/D转换器、D/A转换器

2.仪器采集数据中存在随机误差和系统误差，基本数据处理顺序是:()A.系统误差消除→数字滤波→标度变换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

3.设采集数据由信号加噪声构成，应根据()确定滤波算法？A.噪声统计规律

B.信号特征和噪声统计规律C.信号特征

D.只能用多种滤波算法试验，由处理效果确定。4.采样保持器的作用是()A.提高系统的采样速率B.保持系统的数据稳定

C.保证在A/D转换期间ADC前的模拟信号保持不变D.使A/D转换器前信号能跟上模拟信号的变化

5.采集数据中含有脉冲性干扰，信号为直流，则应选择()滤波算法。A.算数平均法B.加权平均法C.限幅滤波法D.去极值平均法

6.在开发USB系统的时候，首要的任务是利用()实现设备的枚举过程，提供各种设备信息。A.中断传输B.控制传输C.同步传输D.批量传输

7．若非编码矩阵键盘的列线外接下拉电阻，该矩阵的扫描码应是()。A．行线输出高电平B．列线输出高电平C．行线输出低电平D．列线输出低电平

8．在智能仪智中，A/D转换的抗干扰技术包括()。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A/D抗干扰能力D.以上三种都包括

9．在进行数字电路的可测试性设计时，下面说法错误的是()。A．设计上应避免“线或〞规律

B．所有不同相位和频率的时钟都应来自单一主时钟C．数字电路应设计成主要以异步规律电路为基础的电路D．电路应初始化到一明确的状态，以便确定测试的方法

10．下面()调试方式在目标机不存在的状况下也可以进行代码的调试。A．ROM仿真器B．在线仿真器

C．片上调试D．JTAG

三、填空（每空2分，共20分）

1．假设一12位的A/D转换器，其满量程电压为10V，则它的分辩率是_____。2．某仪器的非线性采用分段线性插值法进行校正，设段数为4，最少需要_____对（Xi，Yi）已知试验数据。

3．利用8片模拟多路开关CD4051设计64路的输入通道。已知CD4051的漏电流为20nA，开关导通电阻

300Ω，设信号源内阻1000Ω。则多路开关漏电流和导通电阻产生的误差大小为_____。假使采用级连方式

连接，则需要多路开关_____片。用级连方式连接电路产生的误差大小为_____。4．某智能温度测量仪采用8位ADC，测量范围为10～100℃，仪器采样数据经滤波和非线性校正后的数字量

为0028H。A0=10℃，Am=100℃，Nm=FFH=255，Nx=28H=40。则对应的实测温度是_____。5.设在某数据采集系统中，对正弦信号U=（Umsinωt）/2采样。采/保的孔径时间tAP=20ns，A/D转换

器的位数为12位，求采样精度达到1LSB的最高信号频率是_____。若S/H的捕获时间tAC=3μs，稳定时间

ts=2μ

s，A/D转换时间tCONV=40μs，输出时间tOUT=4μs则通道的吞吐率是

_____。

6．检测直流电压信号由于50Hz工频干扰使测量数据浮现周期性波动。设采样周期Ts=1ms，采用算数平均滤波算法，

消除工频干扰。选择平均点数_____。

7．某种仪器100台，工作1000h，假设有2台发生故障，则这种仪器的千小时的可靠率为_____。

四、简要回复以下问题（25分）1.简述推动智能仪器发展的主要技术。2.简述智能仪器设计的基本原则。3.简述USB既插既用机制实现的原理。

4.可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标。请写出智能仪器中常用的提高硬件和软件可靠性的方法。

5.什么是可测试性？智能仪器设计中引入可测试性设计有什么优缺点？

五、设计题（15分）

试设计一温度检测系统。要求系统能检测8路温度信号（假设温度传感器的输出信号幅度0~25mV），测试

的温度范围为0~500℃，温度分辩率为0.5℃。测试的最终结果用LCD显示器或LED显示器显示出来。对多通

道的测量信号要有自动巡回检测的功能和选择某一通道进行单一测量的功能。若采用自动巡回检测方式，要求每一

通道每秒钟检测100次。仪器要具有与其它仪器或微机进行通讯的能力。画出仪器的硬件框图，并说明每部分的参

数及其选择原则。

（1）根据设计要求，放大器的放大倍数至少应为多少？（2）A/D转换器至少应选择多少位的？（3）A/D转换器的速率至少为多少？

（4）根据设计要求，假使选用LED显示器，至少应用几位LED显示？

（5）测试系统与外界的通讯如选用串行通信，你准备选择哪种总线？它的最远传输距离是多少？

『智能仪器设计基础』综合测试题一

一、判断题：

(1)当输入全为“1〞时，输出电压与理想值之间的误差，称为D/A转换器的满刻度误差。[]

正确

错误

(2)输出的数字量变化一个相邻的值所对应的输入模拟量的变化值称为D/A转换器的分辩率。[]

正确

错误

(3)输出模拟量的最小变化量称为A/D转换器的分辩率。[]

正确

错误

(4)“转换速度〞这一指标仅适用于A/D转换器，D/A转换器可以忽略不计转换时间[]

正确

错误

(5)D/A转换器可以直接与单片机的三总线相连。[]

正确

错误

(6)LCD静态驱动和LED的静态驱动都是用直流驱动。[]

正确

错误

(7)矩阵式非编码键盘的优点是节省I/O口。[]

正确

错误

(8)RS232通信采用的是TTL电平，因此它的传输距离比485短。[]

正确

错误

(9)触摸屏只能做输入设备。[]

正确

错误

(10)虚拟仪器就是不需要任何硬件资源，所有的功能只须用软件实现。[]

正确

错误

二、选择题：(11)多通道数据采集系统的框图如图1所示。其中（1）--（6）各部分的组成为：____A、放大器、A/D转换器、采样/保持器、D/A转换器、计算机、显示器B、传感器、多路开关、放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机C、传感器、多路开关、放大器、D/A转换器、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、计算机(12)假设数据采集系统输入的信号为U=Umsinωt。假使在转换时间tconv内，正弦信号电压的最大变化不超过1/2LSB所代表的电压，则在Um=FSR条件下，数据采集系统可采集的最高信号频率为：___A、B、C、D、(13)若在点阵LCD显示器上显示字符，只须传送该字符的：____A、二进制码B、ASII码C、点阵代码D、七段码

(14)USB总线是一种：____

A、串行总线

B、支持即插即用设备的总线C、可给外设提供电源的总线D、上述三者

(15)RS-232总线、RS485总线、USB总线、IEEE1394总线中传输距离最长的是：____

A、RS-232B、RS-485C、USBD、IEEE1394

(16)若需要采样/保持器既能快速的跟踪，又能长时间的保持，可采用两级级连的方式，这两级的保持电容应选中择为：____

A、小电容和大电容B、小电容和小电容C、大电容和小电容D、大电容和大电容

(17)假使一个数据采集系统，要求有1%级精度性能指标，在设计该数据采集系统时，应依照____级精度选择系统的各个器件。

A、1%B、0.1%C、10%D、0.01%

(18)一个3位半的A/D转换器的分辩率相当于____位的二进制A/D转换器。

A、13B、12C、11D、10(19)若某测温系统的温度测量范围是50℃~100℃，采用8位A/D转换器转换成数字量。设当温度为100℃时，A/D转换器的输出为FFH；而当温度为50℃时，A/D转换器的输出为33H；那么，当A/D转换器的输出为99H时，对应的温度值是:____℃A、90B、75C、80D、85(20)RS-232总线、RS485总线、USB总线、IEEE1394总线中传输速度最快的是：____A、RS-232B、RS-485C、USBD、IEEE1394

正确答案：第2题：错误第3题：错误第5题：错误第6题：错误第8题：错误第9题：错误第10题：错误第11题：B第12题：C第13题：B第14题：D第15题：B第17题：B第18题：C第19题：B第20题：D

『智能仪器设计基础』综合测试题二一、判断题：

(1)当输出全为“1〞时，输入电压与理想输入量之差，称为A/D转换器的满刻度误差。[]

正确

错误

(2)“数字量〞与“开关量〞的含义没有什么区别。[]

正确

错误

(3)ADC0809可以利用“转换终止〞信号EOC向CPU发出中断请求。[]

正确

错误

(4)LCD显示器的优点是耗电小。[]

正确

错误

(5)矩阵式非编码键盘比编码键盘的查询软件简单。[]

正确

错误

(6)RS-232标准采用的是同步通信方式。[]

正确

错误

(7)各种常用的滤波算法不能组合使用。[]

正确

错误

(8)RS485采用差动传输，其最大传输距离可达1200米。[]

正确

错误

(9)USB根集线器只能具有控制传输方式。[]

正确

错误

(10)一个带有采样/保持器的数据采集系统，其采样频率可以不受限制。[]

正确

错误

二、选择题：

(11)智能仪器基本组成结构可以有下面的几部分，它们分别为：____

A、CPU，ROM，I/O，RAM，模入通道，模出通道B、CPU，ROM，RAM，I/O，模入通道，仪器面板C、CPU，D/A，A/D，I/O，外部通信，仪器面板D、CPU，I/O，键盘，显示，外部通信，模出通道(12)采样保持器的作用是：___A、提高系统的采样速率B、保持系统的数据稳定C、保证在模数转换期间ADC前的模拟信号保持不变D、使ADC前信号能跟上模拟信号的变化(13)采样保持器的保持电容的大小：____A、影响捕获时间B、影响孔径时间C、影响孔径抖动D、影响馈送(14)若非编码矩阵键盘的行线外接上拉电阻，该矩阵的扫描码应是：____A、行线输出高电平B、列线输出高电平

C、行线输出低电平D、列线输出低电平

(15)可编程键盘/显示接口芯片8279能：