《传感器与检测技术简明教程》-胡蓉 习题及答案 CH14　自动检测系统

PAGE12PAGE13第20章自动检测系统一、单项选择题1、自动检测系统的各项检测任务是在()控制下自动完成的。A、人B、被测量C、计算机D、传感器2、前置放大器的作用是将()输出的微弱信号放大到系统所要求的电平。A、传感器B、执行器C、调节器D、被测对象3、自动检测系统的软件一般可分为主程序、中断服务程序和()。A、应用功能程序B、子程序C、调度程序D、调试程序二、多项选择题1、对前置放大器要求（）A、高增益B、低噪声C、高输入阻抗D、高共模抑制比2、采样／保持器由（）组成A、模拟开关B、、保持电容C、控制电路D、前置放大器3、数据采集系统的结构可分为（）A、混合型B、基本型C、同步型D、并行型4、在进行传感器选型时，通常应考虑（）A、测试条件B、传感器性能指标C、测量环境D、购买与维修因素5、自动检测系统由()两大部分组成。A、传感器B、硬件C、检测技术D、软件6、自动检测系统的硬件主要包括()。A、传感器B、数据采集系统C、微处理器D、输入输出接口三、填空题1、自动检测系统的各项检测任务是在控制下自动完成的。2、自动检测系统的硬件主要包括传感器、数据采集系统、、等。3、输入输出通道的基本任务是。4、自动检测系统的软件一般可分为、和。5、将ADC输出的一系列数字转换成带有量纲的数值的过程称为。四、简答题1、简述自动检测系统的一般设计步骤。2、系统总体设计应遵循的基本原则是什么？3、简述自动检测系统的发展方向。4、试画出数据采集系统模型框图。5、采样/保持器的主要作用是什么？6、自动检测系统的软件主要由哪几部分构成，它们分别起什么作用？7、试说明无线传感器网络信息获取的关键技术。五、计算题1、某烟厂用计算机采集烟叶发酵室的温度变化数据，该室温度测量范围为20～80℃，所得模拟信号为1～5V，采用铂热电阻（线性传感元件）测量温度。用8位A/D转换器进行数字量转换，转换器输入0～5V时输出是000H～0FFH。某一时刻计算机采集到的数字量为0B7H，试对其作标度变换。2、设计一个数字化Pt100铂热电阻温度传感器的测温系统如图1所示。已知铂热电阻温度系数即灵敏度＝3.85×10-3/℃；恒流源电流＝2.0mA；差分放大器的放大倍数为50；如果要求测温系统的测温范围为0～100℃，分辨率不小于0.01℃,试选择A/D转换器。图1铂热电阻温度传感器测温系统第20章自动检测系统一、单项选择题题号答案知识点1C概述2A数据采集系统3A自动检测系统的软件二、多项选择题题号答案知识点1ABCD数据采集系统2ABC数据采集系统3BCD数据采集系统4ABCD硬件设计5BD自动检测系统的组成6ABCD自动检测系统的组成三、填空题题号答案知识点1计算机概述2微处理器；输入输出接口自动检测系统的组成3实现人机对话输入输出通道4主程序；中断服务程序；应用功能程序自动检测系统的软件5标度变换标度变换四、简答题1、答：自动检测系统的设计一般要经历这样几个主要步骤：系统需求分析、系统总体设计、采样速率的确定、标度变换、硬件设计、软件设计、系统集成和系统维护等。知识点：自动检测系统的设计方法2、答：一般要遵循以下七个原则：(1)从整体到局部的原则；(2)环节最少原则；(3)经济性原则；(4)可靠性原则；(5)精度匹配原则；(6)抗干扰能力；(7)标准化与通用性原则。知识点：系统总体设计3、答：自动检测系统正朝着通用化与标准化、集成化与模块化、综合化与系统化、网络化、高可靠性、高精度化、高智能化等方向发展。知识点：自动检测系统的发展4、答：知识点：数据采集系统5、答：在通道切换前，使其处于采样状态，在切换后的A/D转换周期内使其处于保持状态，以保证在A/D转换期间输入到A/D的信号不变。知识点：数据采集系统6、答：从实现方式和功能层次来划分，自动检测系统的软件一般可分为主程序、中断服务程序和应用功能程序。1)主程序主程序主要完成系统的初始化工作、自诊断工作、时钟定时工作和调用应用程序模块的工作。2)中断服务程序中断服务程序包括A/D转换中断服务程序、定时器中断服务程序和掉电保护中断服务程序，分别完成相应的中断处理。3)应用功能程序自动检测系统的功能实现主要通过应用程序来体现。应用程序主要包括数据的输入输出模块、数据处理模块、数据显示模块等。知识点：自动检测系统的软件7、答：无线传感器网络信息获取的关键技术主要包括：1)信息获取体系结构；2)信息获取的计算模式；3)网络通信的关键问题。知识点：无线传感器网络五、计算题1、解：根据题意，温度20℃时检测得到的模拟电压是1V，因此，其对应的数字量为：温度80℃时检测得到的模拟电压是5V，因此，其对应的数字量为：＝0FFH＝255因此，对应数字量0B7H＝183的标度转换结果为：知识点：标度变换2、解：由题意可知，采用两个完全相同的恒流源分别给测温热电阻与标准参考电阻（其值为100欧）供电。调节差分放大器使得测量温度为0℃时放大器的输出为0V。当测量温度为100℃时，送入差分放大器的电压差值为：经差分放大器放大后的输出电压（满量程输出）为：由上面的分析可知：要测量0～100℃的温度，放大器输出电压范围在0～5.775V之间。通常A/D转换器的量程范围为0～5V或0～10V，因此，可选择量程为0～1