测控仪器设计复习题
1、简述测控仪器设计中一般的设计要求包括哪些方面？主要的设计程序包括哪些？设计要求：①
精度要求②检测效率要求③可靠性要求④经济性要求⑤使用条件要求⑥造型要求
设计程序：①确定设计任务②设计任务分析③调查研究④总体方案设计⑤技术设计⑥制造样机
⑦样机鉴定或验收⑧样机设计定型后进行小批量生产
2、简述测控仪器的设计原则，并稍作说明
①阿贝原则该原则指出，为使量仪能给出正确测量结果，必须将仪器的读数可先吃安放在被测
尺寸线的延长线上。就是说，被测零件的尺寸线和仪器中作为读数用的基准线应顺序排成一条直线
②最小变形原则该原则指出，应尽量避免在仪器工作过程中，因受力变化或因温度变化而引起
的仪器结构变形或仪器状态和参数的变化，并使之对仪器精度的影响量小
③测量链最短原则测量链最短原则则是指构成仪器测量链环节的构件数目应最少
④坐标系基准统一原则这条原则是指，在设计零件时，应该使零件的设计基面、工艺基面和测
量基面一致起来，符合这个原则才能使工艺上或测量上能够较经济的获得规定的精度要求而避免附加的误差
⑤精度匹配原则在对仪器进行精度分析的基础上，根据仪器中各部分各环节对仪器精度影响的
不同，分别对各部分个环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，这就是精度匹配原则
⑥经济原则经济原则是一切工作都要遵守的一条基本而重要的原则
3、简述测控仪器的设计原理，并稍作简述
①平均读数原理在计量学中，利用多次读数取其平均值，通常能够提高读数精度。利用这一原
理来设计仪器的读数系统，即称之为平均读数原理
②比较测量原理包括位移量同步比较测量原理、差动比较测量原理、零位比较测量原理
③补偿原理应用补偿法进行误差补偿是应注意的问题有①补偿环节②补偿方法③补偿要求④
综合补偿
4、①线纹尺、度盘、码盘都是绝对码标准量的例子，根据它们的起始和终止的位置就可以确定所对应的线位移或转角，与测量的中间过程无关。绝对码标准量的抗干扰能力优于增量马标准量，它不受停电、断线等意外故障以及测量中间过程的影响，并易于恢复测量
②光栅、激光干涉条纹等属于增量马标准量。它的优点是可按需要任意设置零位，这样可以不必通过两点的绝对坐标差去确定位移或转角。有的增量马标准量还设有绝对零位。增量马标准量需从测量条件、屏蔽、电路等方面采取措施，以提高其抗干扰能力
5、导轨运动的不平稳现象产生的原因是什么？如何加以改善？原因：导轨运动的不平稳现象主要是
因为“爬行”现象。
导致爬行现象的原因有①导轨间的静、动摩擦系数差值较大②动摩擦系数随速度变化③
系统刚度差
改善：要减小爬行，影视临界速度降低，即应减小动摩擦力与静摩擦力之差厶F,增加系统阻尼和增加弹性环节刚度。当运动部分润滑较好时也可使爬行减小
6、试述线性直流稳定电源和开关型稳定电源的工作原理，说明其特点和优势。
①线性直流稳定电源的原理是，靠调整管之间的电压来稳定输出，因此线性电源的出特点是工作在线性区，稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路。输出连续可调，但是体积大、较笨重、效率相对较低
②开关型直流稳定电源的功率器件调整管不是工作在线性区，而是工作在饱和区及止区，即始终处于功率开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠，尤其是输入电压范围很宽；缺点相对于线性电源来说文波较大
7、干扰耦合的方式主要有哪些？分别是怎么形成的？
干扰耦合的方式主要有①静电耦合②电磁耦合③共阻抗耦合④漏电流耦合
①静电耦合亦称电容性耦合，产生的原因主要是由于两个电子器件或者两电路之间存在寄生电容，经寄生电容是一个电路的电荷影响另一个电路
②电磁耦合的产生原因主要由于两个电路存在互感，使得一个电路的电流化通过电磁耦合干扰另一个电路
③共阻抗耦合一般发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗其中一个电在该阻抗的压降会影响另一路
④漏电流耦合主要是由于绝缘不良，而流经绝缘电阻的电流所引起的的干扰
8、试述在印刷电路板设计中的布线要掌握的一些原则？（对应电源线，信号线和地线）。
①电源线的布线原则：电源线和地线要尽量粗，除减小压降外，更重要的是降低耦合噪
声。只要允许，还是尽可能用宽线。导线的最小宽度主要有导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。导线之间的最小距离主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定
②信号线的布线原则：布线时，尽量避免90 °折线，使用45 °折线或圆弧布线，以减少高频信号对外的发射和耦合。布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声。尽可能缩短高频元件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。输入端和输出端用的导线应尽量避免相邻平行。
③地线的布线原则：数字地与模拟地要分离，最后在一点接于电源地，A/D、D/A
片布线也以此为原则。单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减少互相干扰。低频模拟电路采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后在并联接地。高频模拟电路采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
9、接地设计的两个基本要求是什么？什么是“浮地系统”，有何优劣点？
接地设计的两个基本要求是：①消除各电路电流流经一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压②避免形成地环路
浮地系统，是指仪器的整个地线系统和大地之间没有欧姆连接，仅以“浮地”作为它的电平基准，即参考电平。
浮地系统的优点是不受大地电流的影响。因此，作为系统“地”的参考电平是按水涨船高的原理岁电压的感应而相应的提高。所以，仪器内部的电子器件不会因高电压的干音而击穿，这对COM电路尤为有利。
浮地系统的缺点是，当附近有高压设备时，其机壳易感应较高电压，形成噪声干扰，因此安全性较差。
10、在光学检测系统中，什么是直接检测系统和相干检测系统？各有何特点？
不论是相干光源还是非相干光源来携带光信息，而检测器件只直接检测光强度，这种光电系统称为直接检测系统；如果采用相干光源利用光波的振幅、频率、相位来携带信息，
光电检测器检测不是直接检测光强而是检测干涉条纹的振幅、频率、或相位则称为相干检测系统。直接检测系统简单、应用范围广，而相干检测具有更高的检测能力和更高的信噪比，因而系统精度更高，稳定性也更好。
11、说明干涉条纹外差检测原理及特性。
光学外差检测原理如图a所示。入射信号光波的复振幅和本机振荡参考光波的复振幅分别为
Us(t)=a s Sin( w s t+ ?s)
U0(t)=a o sin( w o t+ ?0)
则在光混频器上的输出光强为
它的频谱分布表如图b所示，其中的倍频项与和频项不能被光电器件接受，只有当w 0和
w s足够接近，并使Aw =w s- w 0处于探测器的通频带范围内才能被相应。此时探测器的输
出信号为，此式为光学外差信号表达式
(2)光外差检测的特性
光外差干涉测量具有以下优点：①检测能力强②转换增益高③信噪比高④滤波性好⑤
稳定性和可靠性高。
12、光电系统设计要考虑哪些重要原则？
①匹配原则(光谱匹配、功率匹配、阻抗匹配)②干扰光最小原则③共光路原则④光
电系统设计是测控仪器设计的一部分，它还应遵守仪器设计的阿贝原则、差动比较原则、精
度原则、基面统一原则以及补偿原理，平均读数原理等基本原则和理论
13、如图所示是斐索平面干涉仪原理图，试说明其工作原理，并说明其共光路情况。
原理：激光束1被聚光镜3汇聚于小孔光栏4处, 光栏
4位于准直物镜7的焦面处，光束透过分光镜5向下通
过准直物镜7一平行光束出射，并垂直入射到参考物
镜M1上。M1为半反半透镜，一部分光线被M1反射
作为标准光束，另一部分光透过参考镜M1入射到被测
表面M2上有被测表面反射形成测量光束，两束光在光
栏6处汇合
而产生干涉。在光栏6处放置CCD摄像机便可记录下
与被测表面相对应的干涉图。
光路情况：该系统的测量光束与参考光束基本上处于同
一环境中，温度的变化和外界振动的影响对两束光基本
上相同，因而有利于提高测量精度。系统的测量光束与
参考光束在参考镜M1到
被测物体之间是不同路的
斐索干涉仪原理图
1-激光束2-反射镜3-聚光镜4,6-光栏
5-分光镜7-准直物镜
14、如图所示光路是用来检测物面（镜面）的，试说明其工作原理？采用的是何种照明？
①原理：光源发出的光经物镜7投射到物
体8上，物镜本身兼做聚光镜。
物镜将物面成像到CCD器件9的光敏面上。
2
这种照明系统可以检测反射镜面上的缺陷。如
果被测表面是镜面，则镜面的反射光线全部进
入物镜成像，因此整个图像都是白色。当镜面
上有腐蚀斑点或者污渍时，所产生的漫反射光
线进入物镜的甚少，因此图像上将产生黑色的
斑点
②同轴反射照明
1-光源2-集光镜3-孔径光4-视场光阑
5-聚光镜6-分光镜7-物镜8-物面
9-CCD
15、试说明其工作原理，并用相应公式推导，设计要点? 光源发出的光通量°m
sin( 0t o)
原理：是正弦波调制的激光束在传播过程中利用其相位变化来测量距离。
如图所示该系统采用半导体激光器作为光源，在光源的驱动电路中施加正弦电压。则光源发出的正弦规律的光通量°m sin( o t 0)
光辐射经光学系统3发射到放在被测距离物体上的靶镜4上，光被靶镜全反射后被光学器件6接收，经放大、鉴相后可获得相位差变化2。
若被测距离为D，从发射光到接收到返回光的时间为t，光的传播速度为c则t=2D/c，在这段时间里光载波的相位改变了 "，即“=3 o t= 3 o x 2D/c，从而可以计算出待测距离
D=c 2 /2 3 o=c 2 /4 n f o 被测相位值? = ( m+ △ m)x 2 n =m x 2 n +
强脉冲激光器1发出的激光巨脉冲经光学系统2射向被测距离的目标3，光被目标反射后被测距仪的光电检测器件5接收。若该巨脉冲从发射到接收的时间延迟为t，则被测距离为
D=(1/2)ct时间t可用脉冲填充法求出t=N A T=N/f o从而可得D=(1/2)ct= ( 1/2 f o) Cn=KN
式中K=c/2 f o是测距脉冲当量，即单位脉冲对应的被测距离
2
17、简述激光干涉测长的基本原理，并给出公式，分析其原理误差
边克尔逊T 渺仪
原理：由激光器发出的光经分束镜
BS 分为两束，一束射向干涉仪的固定参考臂，经参 考反射镜M1返回后形成参考光束； 另一束干涉仪的测量臂， 测量臂中的反射镜 M2将随被
测长度位移而移动，这一束光从测量反射镜返回后形成测量光束； 测量光束和参考光束的相
互叠加干涉形成干涉信号。干涉信号的明暗变化次数 N 直接对应于测量静的位移，可表示
为L=N 入/2=N 入o /2n 测量光路与参考光路的光程差为 2n(L m -L r ),对应的干涉条纹数为
K o =2n(L m -L r )/入o 测量时，反射镜 M2随被测物体一起移动。如移动长度为
L ，那么干涉条 纹数变为K=2nL/入o +2n(L m -L r )/入o 若干涉条纹经 m 倍细分后，再用计数器计数， 所记的数 为 K ，
那么 N=Km=2mnL/ 入 °+2mn(L m -L r )/ 入 o 从而被测长度为 L=N 入 o /2mn-(L m -L r ) 由于激光干涉测长是增量码式测量，在测量开始前应对计数器清零，因而在测量过程 中只要L m -L r 不在变化，其测量结果为 L=N 入0/2mn 改式为激光干涉测长的基本公式 误差：对L=N 入o /2mn-(L m -L r )进行全微分，便可用微分法求出影响激光干涉测长的主 要误差△ L=
为计数误差； 为波长不稳定带来的测量误差； 为由于测量环境下空气 折射偏离标准环境下的空气折射率而带来的误差；
为测量过程中由于温度、力变形及
振动造成初试程差发生变化而带来的误差 18、螺旋测微机构误差分析。由于制造或装配的不完善，使得螺旋测微机构的轴 线与滑块运动方向成一夹角。试求由此带来的误差。 (P36)
螺杆移动距离为
L P
螺旋副
导轨
滑块
滚珠
由于原误差为夹角误差B,滑块的实际移动距离L为L=Lcos 9 =
19、如图所示是小模数渐开线尺廓检查仪。试说明其工作过程及实现测量的原理
工作过程：被测齿轮1与半径为R的基圆盘2同心安装在主轴上，基圆盘2有由钢带将其
与主拖板3相连。在主拖板3上安装了直尺5，其角度可以通过专门的装置实现调整。在推力弹簧12的作用下，测量拖板8与直尺5保持接触，在测量拖板上安装了测量杠杆9和测微仪10.转动手柄7时，传动丝杠4带动主拖板上下移动，基圆盘在钢带的带动下转动，被测齿轮随之转动。与此同时，直尺也上下移动，是测量拖板水平移动，此时，测量杠杆感受的是被测齿轮的齿廓偏差信号，测微仪10将其放大显示。
实现测量的原理：当主拖板在丝杠的带动下上下移动的距离为L时，直尺也上下移动了L, 在钢带的带动下基圆盘逆时针旋转2 =L/R。此时，在弹簧的作用下，测量拖板向右移动的
距离s=Ltan 9 ,设被测齿轮的基圆半径为r°,测量之前将直尺倾斜角度调整为9 =arctan(r o/R)那么测量拖板的位移距离为s=Ltan 9 =L r o/R= r o 2
测控仪器设计__总复习题和考试题
测控仪器设计试题库 一、填空题 1.仪器误差的来源有原理误差、制造误差和运行误差。 2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的瞬态和稳态响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。 3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是正确度 4.测控仪器的设计六大原则是阿贝原则、变形最小原则、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。 5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起温度灵敏度飘 移和温度零点飘移。 6.在设计中，采用包括补偿调整、校正环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。 7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：黄金比例、均方根比例、和中间值比例。 8.标准量的细分方法有光学机械细分法、光电细分法。 9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。 10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。 11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。 12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有步进电动机直流电动机同步电动机测速电动机。 13、测控仪器中的光电系统的组成 14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。 15、直接检测系统：相干检测系统： 16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。 17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。这些匹配包括、。匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。 18、照明的种类、、、。 19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。 二、简答 1、名词术语解释：灵敏度与鉴别力；示值范围与测量范围；估读误差与读数误差；分度值与分辨力 极限示值界限内的一组数。极限示值界限内的一组数。极限示值界限内的一组
智能仪器原理及应用
《智能仪器原理及应用》测试题 一、填空题（每空1分共25分） 1、模拟量输入通道包括、。 2、为了将A/D转换器中的运算放大器和比较器的漂移电压降低，常采用 技术。 3、克服键抖动常采用的措施、。 4、总线收发器的作用。 5、最基本的平均滤波程序是，改进型 有、、。 6、多斜式积分器有，其优点是，还有一种是，其作用是。 7、在通用计算机上添加几种带共性的基本仪器硬件模块，通过软件来组合成各种功能的仪器或系统的仪器称为 或。 8、ADC0809，假定REF+=+5V，VREF-接地，则模拟输入为1V时，转换成的数字量为，若REF+=+2.5V，VREF-接地则模拟输入为1V时，转换成的数字量为 9、数字存储示波器可预置四种触发方 式、、、。 10、智能仪器自检方式有三种、、。 二、简答（每题5分共35分） 1、简述自由轴法测量原理。 2、系统误差的处理方法。 3、简述三线挂钩过程及作用。 4、智能仪器的设计要点。 5、若示波器屏幕的坐标刻度为8×10div，采用10位A/D，2K 存储器，则该示波器的垂直与水平分辨率各为多少？
6、简述线路反转法原理。 7、简述D/A双极性输出电路原理 三、综合 1、（20分）在一自动控制系统中，有温度、压力、流量三个待测量，试设计一测量电路，要求使用8位A/D，4位LED及相关逻辑电路。 （1）画出硬件连接图 （2）写出器件型号（CPU、A/D） （3）根据连接图，写出三通道的地址。 （4）简述测量过程。 2、（20分）下图为某一通用计数器框图 (1) 要测量10Hz的信号，试计算应选用的时标及闸门时间。 (2) 简述测量过程 (3) 其最大计数误差是多少？ (4)为减小误差，应采用什么方法？ 《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。（）
测控试卷测控仪器设计
试卷编号：（ A ）卷 测控仪器设计课程课程类别：必 考生注意事项：1、请考生将答案填写在答题纸上。 2、本试卷共6页，总分100分，考试时间120分钟。 3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考厂 一、填空题 1.仪器误差的来源有、和运行误差。 2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的和响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。 3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是 4.测控仪器的设计六大原则是、、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。 5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起 和。 6.在设计中，采用包括补偿、环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。 7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：、均方根比例、和中间值比例。 8.标准量的细分方法有、。 9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。 10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。 11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。 12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有。 13、测控仪器中的光电系统的组成 14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。
16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。 17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。这些匹配包括、。匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。 18、照明的种类、、、。 19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。 二、简答 1、名词术语解释：灵敏度与鉴别力；示值范围与测量范围；估读误差与读数误差；分度值与分辨力 2、测控仪器由哪几部分组成，各部分的功能是什么？ 3、什么是阿贝原则？举例说明在仪器设计的过程中如何减少阿贝误差？ 4、试述同步比较测量原理的指导思想是什么？ 5、在导轨的设计过程应重点考虑哪些问题？爬行现象的产生原因及其预防措施是什么？ 6、何谓导向精度？导轨设计有哪些要求？举出四种导轨组合，并说明其特点。 7、基座与支承件的基本要求是什么？ 8、什么是主轴的回转精度？主轴系统设计的基本要求是什么？ 9、提高主轴系统的刚度有几种方法？ 10、气体静压导轨有哪些类型？各有何特点？ 11、什么是微位移技术？柔性铰链有何特点？ 12、采用柔性铰链的微动工作台与其它方案相比有何优点？ 13、微驱动技术有哪些方法？ 14、试述压电效应和电致伸缩效应在机理上有何不同？ 12、试总结各种微位移机构的原理及特点。 15、光电距离检测有哪些方法？他们的测距原理有何不同？ 16、照明系统的设计应满足下列要求： 17、照明的种类？ 三、判断 1、仪器的精度指标中，示值误差和示值重复性误差的大小代表了仪器正确度和精密度的高低；而动态偏移误差和动态重复性误差分别代表了动态仪器响应的准确度和精密度。（） 2、造成仪器误差的原因是多方面的，根据产生的阶段分为：原理误差、制造误差和运行误差，从数学特性征上看，原理误差多为系统误差、而制造误差和运行误差多为随机误差，因此原理误差的存在会使仪器的准确度下降，制造误差和运行误差的存在会使仪器的精密度下降。（） 3、根据误差独立作用原理:一个误差源仅使仪器产生一定的局部误差,局部误差是其源误差的线性函数，与其他源误差无关，仪器总误差是局部误差的综合，但是，在计算源误差所造成的仪器误差的过程中还应考虑各个源误差对仪器精度影响的
智能仪器期末试题及答案
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）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。 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。 （显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、 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。
测控仪器设计课后习题答案_浦昭邦_王宝光
测控仪器则是利用测量和控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。 仪器仪表的用途和重要性— 遍及国民经济各个部门，深入到人民生活的各个角落，仪器仪表中的计量测试仪器与控制仪器统称为测控仪器，可以说测控仪器的水平是科学技术现代化的重要标志。 仪器仪表的用途: 在机械制造业中：对产品的静态与动态性能测试；加工过程的控制与监测；设备运行中的故障诊断等。 在电力、化工、石油工业中：对压力、流量、温度、成分、尺寸等参数的检测和控制；对压力容器泄漏和裂纹的检测等。 在航天、航空工业中：对发动机转速、转矩、振动、噪声、动力特性、喷油压力、管道流量的测量；对构件的应力、刚度、强度的测量；对控制系统的电流、电压、绝缘强度的测量等。 发展趋势: 高精度与高可靠性、高效率、智能化、多样化与多维化（1）高精度与高可靠性随着科学技术的发展，对测控仪器的精度提出更高的要求，如几何量nm精度测量，力学量的mg 精度测量等。同时对仪器的可靠性要求也日益增高，尤其是航空、航天用的测控仪器，其可靠性尤为重要。（2）高效率大批量产品生产节奏，要求测量仪器具有高效率，因此非接触测量、在线检测、自适应控制、模糊控制、操作与控制的自动化、多点检测、机光电算一体化是必然的趋势。（3）高智能化在信息拾取与转换、信息测量、判断和处理及控制方面大量采用微处理器和微计算机，显示与控制系统向三维形象化发展，操作向自动化发展，并且具有多种人工智能从学习机向人工智能机发展是必然的趋势。（4）多维化、多功能化（5）开发新原理（6）动态测量 现代设计方法的特点： (1)程式性强调设计、生产与销售的一体化。 (2)创造性突出人的创造性，开发创新性产品。 (3)系统性用系统工程思想处理技术系统问题。力求系统整体最优，同时要考虑人-机-环境的大系统关系。 (4)优化性通过优化理论及技术，以获得功能全、性能良好、成本低、性能价格比高的产品。 (5)计算机辅助设计计算机将更全面地引入设计全过程，计算机辅助设计不仅用于计算和绘图，在信息储存、评价决策、动态模拟、人工智能等方面将发挥更大作用。 工作原理： Z向运动具有自动调焦功能，通过计算机对CCD摄像器件摄取图像进行 分析，用调焦评价函数来判断调焦质量。被检测的印刷线路板或IC芯片 的瞄准用可变焦的光学显微镜和CCD摄像器件来完成。摄像机的输出经图 像卡送到计算机进行图像处理实现精密定位和图像识别与计算，并给出 被检测件的尺寸值、误差值及缺陷状况。 按功能将仪器分成以下几个组成部分： 1 基准部件 5 信息处理与运算装置 2 传感器与感受转换部件 6 显示部件
自动化仪表试题题库
自动化仪表试题 一、填空题 1、按误差数值表示的方法，误差可分为（）（）（）误差。 2、弹性式压力计是根据弹性零件的（）与所受压力成比例的原理来工作的。当作用于弹性元件上的被测压力越大时，则弹性元件的（）越大。 3、电容式压力器可分为（）、（）、（）三种形式。 4、流量有（）和（）两种表示方法，其间关系为（）。 5、当充满管道的液体通过节流装置时流速将在（）处发生（），从而使（）增加，而（）降低。 6、管道凸出物和弯道的局部阻力对液体流动稳定性影响很大，所以，在流量计节流孔板前后必须留有适当长度（）。 7、热电偶产生热电势的条件是（）、（）。 8、对热阻与桥路的连接要优先采用（）接法，这样可以在很大程度上减小连接导线（）变化带来的工作误差。 9、液体的密度与（）和（）有关系，其中气体的密度随（）的升高而减小，随（）的增大而增大，液体的密度则主要随（）的升高而减小，而与（）的变化关系不大。 10、一般简单的调节系统有（）单元、（）单元、（）单元、（）单元、（）单元。 11、在分辨铂铑热电偶的正负极时，是根据偶丝的软硬程度来判断的，较硬的偶丝为（）极。 12、温度越高，铂、镍、铜等测温材料的电阻越（），在热电阻温度计中，R0表示（）时的电阻值，R100表示（）时的电阻值。 二、选择题 1、工业现场压力表的示值表示被测参数的（）。 A、动压 B、全压C静压D绝压 2、在管道上安装孔板时，如果将方向装反将会造成（）。 A差压计倒指示B差压计指示变小C差压计指示变大D对差压计指示无影响 3、用分度号为K的热电偶和与其匹配的补偿导线测量温度，但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表指示为（）。 A偏大B偏小C不变D可能大也可能小 4、用电子电位差计测热电偶温度，如果热端温度升高20℃，室温冷端下降20℃则仪表的指示（） A升高20℃B下降20℃C不变 5、现有一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为0－10000℃，在正常情况下进行校验，最大绝对误差为60℃，求该仪表的最大引用误差为（）。 A、0.6% B、0.6 C、±0.5% 6、现有两台压力变送器第一台为1级0－600KPa，第二台为1级250－500KPa，
《智能仪器》复习题及答案
《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。 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）。
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
《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。 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.
《智能仪器设计》习题题目练习及(附答案)
1、智能仪器有何特点？ 答：智能仪器有以下特点：（1）自动校正零点、满度和切换量程（2）多点快速检测（3）自动修正各类测量误差（4）数字滤波（5）数据处理（6）各种控制规律（7）多种输出形式（8）数据通信（9）自诊断（10）掉电保护。 2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。 答：智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下（由大到小、由粗到细）地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调。智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段：确定任务、拟定设计方案阶段；硬件、软件研制及仪表结构设计阶段；仪表总调、性能测试阶段。 3、在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个I/O端口？ 答：在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用P0和P2口。 4、在8031扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间，为什么不会发生总线冲突？ 答：因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间，但它们的控制信号是不同的，其中8031的PSEN为片外程序存储器的读选通信号，而RD和WR为片外数据存储器的读和写选通信号。 5、MCS-51有哪些中断源？它们各自的中断服务程序入口地址是什么？ 答：MCS-51有5个中断源，它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。它们各自的中断服务程序入口地址见下表。 6、当使用一个定时器时，如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时？ 答：首先用定时器定时一个时间，然后在数据存储器中设置一个计数器，通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。 7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。 答：模拟量输入通道有单通道和多通道之分。多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于高速数据采集系统。（2）多路通道共享放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。 8、说明模拟多路开关MUX在数据采集系统中的作用。 答：在多路共享A/D的输入通道中，需用多路模拟开关轮流切换各通道模拟信号进行A/D 转换，以达到分时测量和控制的目的。 9、说明采样/保持电路在数据采集系统中的作用及其使用方法。 答：采样保持电路用来保持A/D转换器的输入信号不变。该电路有采样和保持两种运行模式，由逻辑控制输入端来选择。在采样模式中，输出随输入变化；在保持模式中，电路的输出保持在保持命令发出时的输入值，直到逻辑控制输入端送入采样命令为止。此时，输出立即跳变到输入值，并开始随输入变化直到下一个保持命令给出为止。 10、A/D转换器有哪些类型？请比较它们各自的特点，并各举一例。 答：A/D转换器有（1）比较型，其特点是速度较快、抗干扰差、价格较高。如ADC0809。（2）积分型（包括双积分式和电压频率转换式），其特点是速度慢、抗干扰强、价格较低。如双积分式的MC14433，电压频率转换式的VFC-32。
测控仪器的设计专题
总复习提纲 第一章测控仪器设计概论 从计量测试角度可将仪器分为计量测试仪器、计算仪器、控制仪器及控制装置。（计-计-控-控）计量测试仪器的主要测量对象是各种物理量，即8大物理量，它分为 (1)几何量计量仪器包括各种尺寸检测仪器，如长度、角度、形貌、相互位置、位移、距离测量仪器、扫描仪、跟踪仪等． (2)热工量计量仪器包括温度、湿度、流量测量仪器，如各种气压计、真空计、多波长测温仪表、流量计等。 (3)机械量计量仪器如各种测力仪、硬度仪、加速度与速度测量仪，力矩测量仪、振动测量仪等。 (4)时间频率计量仪器如各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时间频率测量仪等。 (5)电磁计量仪器用于测量各种电量和磁量的仪器，如各种交直流电流表、电压表、功率表、电阻测量仪、电容测量仪、静电仪、磁参数测量仪等。 (6)无线电参数测量仪器如示波器、信号发生器、相位测量仪、频率发生器、动态信号分析仪等。 (7)光学与声学参数测量仪器如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪等。 (8)电离辐射计量仪器如各种放射性、核素计量，X、γ射线及中子计量仪器等。 测控仪器：是利用测量与控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。 4．测控仪器由哪几部分组成?各部分功能是什么?（8大组成部分） 5．写出下列成组名词术语的概念并分清其差异：分度值与分辨力；示值范围与测量范围；灵敏度与鉴别力(灵敏阀)；仪器的准确度、示值误差、重复性误差；视差、估读误差、读数误差。通用计量术语及定义． (1)测量仪器(measuring instrument)测量仪器又称计量器具，它是指单独地或同辅助设备一起用以进行测量的器具。而测量是指用以确定量值为目的的一组操作。 测量仪器和测量器具是有区别的，测量仪器是将被测量转换成指示值或等效信息的一种计量器具，即具有转换和指示功能。测量器具是以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具，如砝码、标准电阻、量块、线纹尺、参考物质等。 (12)灵敏度(sensitivity)测量仪器响应(输出)的变化除以对应的激励(输入)的变化。若输入激励量为AX，相应输出是△Y，则灵敏度表示为S=△Y／△X 仪器的输出量与输入量的关系可以用曲线来表示，称为特性曲线，特性曲线有线性的也有非线性的，非线性特性用线性特性来代替时带来的误差，称为非线性误差。特性曲线的斜率即为灵敏度。 灵敏度的量纲可以是相同的，也可以是不相同的，如电感传感器的输入量是位移，而输出量是电压，其灵敏度的量纲为V／mm；而齿轮传动的百分表其输入量是位移，输出量也是位移，在这样情况下，灵敏度又称为放大比。 灵敏度是仪器对被测量变化的反映能力。 (13)鉴别力(阈)(discrimination)使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应是缓慢而单调地进行。它表示仪器感受微小量的敏感程度。仪器的鉴别力可能与仪器的内部或外部噪声有关，也可能与摩擦有关或与激励值有关。 (14)分辨力(resolution)显示装置能有效辨别的最小示值。对于数字式仪器，分辨力是指仪器显示的最末一位数字间隔代表的被测量值。对模拟式仪器，分辨力就是分度值。 分辨力是与仪器的精度密切相关的。要提高仪器精度必须有足够的分辨力来保证；反过来仪器的分辨
智能仪器试题及答案解析
《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（x i ，y i ）。（） 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
测控仪器设计习题解答
第一章 1.测控仪器的概念是什么？ 答：测控仪器是利用测量与控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。 2.为什么说测控仪器的发展与科学技术发展密切相关？ 答：…… 3.现代测控仪器技术包含哪些内容？ 答：…… 4.测控仪器由哪几部分组成？各部分功能是什么？ 答：（1）基准部件：提供测量的标准量。 （2）传感器与感受转换部件：感受被测量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。（3）放大部件：提供进一步加工处理和显示的信号。 （4）瞄准部件：用来确定被测量的位置（或零位）。 （5）信息处理与运算部件：用于数据加工、处理、运算和校正等 （6）显示部件：用指针与表盘、记录器、数字显示器、打印机、监视器等将测量结果显示出来。（7）驱动控制部件：用来驱动测控系统中的运动部件。 （8）机械结构部件：用于对被测件、标准器、传感器的定位、支承和运动。 5.写出下列成组名词术语的概念并分清其差异： 分度值与分辨力：分度值——一个标尺间隔所代表的被测量值。分辨力——显示装置能有效辨别的最小示值。 示值范围与测量范围：示值范围——极限示值界限内的一组数。测量范围——测量仪器误差允许范围内的被测量值。 灵敏度与鉴别力（灵敏阈）：灵敏度——测量仪器响应（输出）的变化除以对应的激励（输入）的变化。鉴别力——使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化。 仪器的准确度、示值误差、重复性误差：仪器的准确度——测量仪器输出接近于真值的响应的能力。示值误差——测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。重复性误差—— 视差、估读误差、读数误差：视差——当指示器与标尺表面不在同一平面时，观测者偏离正确观察方向进行读数和瞄准所引起的误差。估读误差——观测者估读指示器位于两相邻标尺标记间的相对位置而引起的误差，有时也称为内插误差。读数误差——由于观测者对计量器具示值读数不准确所引起的误差，它包括视差和估读误差。 6.对测控仪器的设计要求有哪些？ 答：（1）精度要求（2）检测效率要求（3）可靠性要求（4）经济性要求（5）使用条件要求（6）造型要求 第二章 1.说明分析仪器误差的微分法、几何法、作用线与瞬时臂法和数学逼近法各适用在什么情况下，为什么？答：若能列出仪器全部或局部的作用原理方程，那么，当源误差为各特性或结构参数误差时，可以用微分法求各源对仪器精度的影响。 几何法适合于求解机构中未能列入作用方程的源误差所引起的局部误差。 作用线与瞬时臂法…… 数学逼近法适用于难以从理论上确切地掌握仪器实际输出与输入特性的情况。 2.什么是原理误差、原始误差、瞬时臂误差、作用误差？ 答：原理误差是由于在仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所造成的。 原始误差（制造误差）是指由仪器的零件、元件、部件和其他各个环节在尺寸、形状、相互位置以及其他参量等方面的制造及装调的不完善所引起的误差。
【免费下载】华东交通大学 测控试卷测控仪器设计
华东交通大学2003—2004学年第二学期考试卷 试卷编号： （ A ）卷 测控仪器设计 课程 课程类别：必闭卷 考试日期： 题号一二三四五六七八九十总分题分100累分人签名得分考生注意事项：1、请考生将答案填写在答题纸上。2、本试卷共 6页，总分100分，考试时间 120 分钟。3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考厂一、填空题1.仪器误差的来源有 、 和运行误差。2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的 和 响应精度，，分别代表了动态仪器响应的 和 。3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是 4.测控仪器的设计六大原则是 、 、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起 和 。6.在设计中，采用包括补偿 、 环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例： 、均方根比例 、 和中间值比例。8.标准量的细分方法有 、 。9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大， 结构比较复杂。 10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨 、 滚动导轨、静压导轨、 弹性摩擦导轨 。 12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有 。13、测控仪器中的光电系统的组成 14、光电系统的设计主要是研究 中的核心技术的设计问题。 承诺：我将严格遵守考场纪律，知道考试违纪、作弊的严重性，还知道请他人代考或代他人考者将被开除学籍和因作弊受到记过及以上处分将不授予学士学位，愿承担由此引起的一切后果。专业 班级 学号 学生签名： 层配料试卷电气理；进行检查和检测处理。高中资程中以气设备定值程中在事关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。进行者对某停机。组在用高中资料试卷主要保护装置。
智能仪器AB试卷及参考答案
一、通过你对本门课程的学习，说明一下什么是智能仪器，并列举平时学生生活中的智能仪器的例子。（10分） 含有微计算机或微处理器的测量仪器，拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定的智能作用。（7分）例子：超市里面的电子称。（3分） 二、七段共阴极数码管结构如图，按照a b c d e f g Dp的顺序，a是高位，Dp是低位，写出0~9的段码。（10分） 三、在日常的设计中，键盘要求时实扫描，需要占用系统，显示也动态扫描，也占用系统，所以，有了键盘和显示后，系统将无法进行其他的工作，所以，我们为了解放系统，让它能够去运行其他的程序，我们就想用一个其他的芯片来代替CPU来实现键盘和显示的功能，这时候就有了8279可编程键盘/显示器。结构如下图，其管脚很多，但是若加以区分就比较简单了，问：其外部管脚功能大致可以分为哪四个部分？（5分）扫描输出有哪几种形式？（5分）若OUTA与OUTB分别使用，应该外加什么芯片？（5分） 分为cpu接口、键盘返回、显示输出、扫描输出4部分。（5分）扫描输出有编码输出和译码输出两种形式。（5分）译码输出要外接CD4511（BCD-段码译码器）（5分） 四、我们的A/D转换在测量中是非常重要的，我们A/D转换的方法也有很多，双积分的转换是比较常用的，请简要的说明双积分A/D转换器的工作原理。（15分） 第一次是被测量积分，得到电容上的一个电压，第二次是一个和被测电压相反的标准电压积分，等到电容上的电压为零的时候，看第二次积分的时间，用记数来表示时间，从而表示出被测电压的大小。（15）分 五、在众多的仪器中，测量量程的区分是最常见的，一般的都是我们用手动去转换量程，但是在智能仪器中，就不需要手动了，它可以自己完成，我们称之为自动量程转换，请说明自动量程转换的原理，最好用流程图来说明。（10分）
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《智能仪器》复习参考题及答案 一、填空题 1.在电子设备得抗干扰设计中,接地技术就是一个重要环节，高频电路应选择 ( 多）点接地，低频电路应选择（单）点接地。 2.智能仪器得键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘与( 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.智能仪器得显示器件常用( 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得便携式智能仪器。 4.智能仪器得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）与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 输或耦合得通道）与对干扰敏感得接收电路。 6.干扰侵入智能仪器得耦合方式一般可归纳为:( 传导)耦合、公共阻 抗耦合、静电耦合与（电磁 )耦合。 7.RS－２３2Ｃ标准串行接口总线得电气特性规定，驱动器得输出电平逻辑 “０”为( ＋5 ~ +1５）Ｖ, 逻辑“1”为（ -5 ~ －1５ )V.
8.智能仪器得随机误差越小，表明测量得（精确）度越高;系统误 差越小，表明测量得（准确 )度越高。 9.智能仪器得故障自检方式主要有( 开机）自检、（周期性) 自检与键控自检三种方式。 10.双积分型A／D转换器得技术特点就是：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得方法有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，在智能仪器得供电系统中可设置交流稳压器、 (隔离变压器)、（低通滤波器 )与高性能直流稳压电源。 13.为减小随机误差对测量结果得影响,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.随着现代科技与智能仪器技术得不断发展，出现了以个人计算机为核心构成 得( 个人）仪器与(虚拟)仪器等新型智能仪器. 15.智能仪器得开机自检内容通常包括对存储器、（显示器与键盘）、（模 拟量Ｉ／Ｏ通道 )、总线与接插件等得检查。 16.异步串行通信就是以字符为单位进行传送得，每个字符都附加了（同 步）信息,降低了对时钟精度得要求,但传输效率（较低)。 17.智能仪器就是指将（计算机 )技术与（测量控制 )技 术有机得结合在一起得新一代电子仪器。 18.在信号通道使用光电耦合器，能有效抑制（尖峰脉冲）干扰与 各种（噪声）干扰. 19.智能仪器中自动量程转换得方法主要有两种，一种就是根据被测量得大小, 自动切换到不同量程得（传感器）上，另一种就是自动改变电路得（放大器得增益 )达到量程切换得目得. 20.智能仪器得软件通常由（监控）程序、（接口管理）程 序与实现各种算法得功能模块等部分组成. 21.智能仪器得主要特征之一就是,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）位与停止位等四部分组成。 23.根据测量误差得性质与特性，一般可将其分为三类，即随即误差、（系 统）误差与(粗大)误差。 24.不同设备之间进行得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得二进制位数目，称为(波特率）。
测控仪器设计复习资料
一、测控仪器设计概论 1.测控仪器按照系统工程将产品生产的技术结构分：?能量流：是以能量和能量变换为主的技术系统；如锅炉、冷凝器、热交换器、发动机。?材料流：是以材料和材料变换为主的技术系统；如机床、液压机械、农业机械、纺织机械。?信息流：则包含信息获取、变换、控制、测量、监控、处理、显示等技术系统，如仪器仪表、计算机、通信装置、自动控制系统等。 2.用信息流可以控制能量流和材料流。 3.仪器仪表包括测量仪器、控制仪器、计算仪器、分析仪器、显示仪器、生物医疗仪器、地震仪器、天文仪器、航空航天海仪表、汽车仪表、电力仪表、石油化工仪表等。 4.测控仪器的水平是科学技术现代化的重要标志，没有现代化的测量仪器，国民经济是无法发展的。 5.计量测试角度可将仪器分：计量测试仪器、计算仪器、控制仪器及控制装置。 6.计量测试仪器的主要测量对象是各种物理量，分：?几何量计量仪器?热工量计量仪器?机械量计量仪器?时间频率计量仪器?电磁计量仪器?无线电参数测量仪器?光学与声学参数测量仪器?电离辐射计量仪器 7.计算仪器：是以信息数据处理和运算为主的仪器。 8.控制仪器与控制装置：是针对控制对象按照生产要求设计制作的控制装置和自动调整与校正装置。 9.测控仪器：是利用测量与控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。 10.按功能将仪器分：①基准部件②传感器与感受转换部件③放大部件④瞄准部件⑤信息处理与运算装置⑥显示部件⑦驱动控制部件⑧机械结构部件 11.测控仪器的发展与科学技术发展密切相关？?工业?电仪?航空。 12.现代测控仪器技术或发展趋势包括：①高精度、高可靠性②高效率③高智能化④多维化、多功能化⑤研究新原理的新型仪器⑥介观（纳米）动态测量仪 13.测控仪器设计方法的特点：?程序性?创造性?系统性?优化性?计算机辅助设计 14.测控仪器的计算机辅助设计功能：①快速的数值计算能力②图像显示和绘图功能③储存和管理数据信息的功能④逻辑判断和推理功能 15.计算机辅助设计：是指使用计算机系统，统一支持设计过程中各项设计活动，是一项跨学科的新技术。 16.测控仪器的设计要求：?精度?检测效率?可靠性?经济性?使用条件?造型要求 17.测控仪器的设计程序：?确定设计任务?设计任务分析?调查研究?总体方案设计?技术设计?制造样机?样机鉴定或验收?样机设计定型后进行小批量生产 18.测量仪器：又称计量器具，是指单独地或同辅助设备一起用以进行测量的器具。 19.测量传感器：是指提供与输入量有确定关系的输出量的器件。 20.测量系统：指组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其他设备。 21.模拟式测量仪器与数字式测量仪器：前者是指仪器的输出或显示是输入信号的连续函数的测量仪器，后者是提供数字化输出或显示的仪器。 22.敏感元件或敏感器：指测量仪器或测量链中直接感受被测量作用的元件。 23.检测器：用于指示某个现象的存在而不必提供有关量值的器件或物质。 24.指示器：显示装置的固定的或可动的部件。 25.测量仪器的标尺：由一组有序的带有数码的标记构成的测量仪器显示装置的部件。 26.标尺间隔：指对应标尺两相邻标记的两个值之差，标尺间隔用标尺上的单位表示。 27.分度值：指一个标尺间隔所代表的被测量值。
测控仪器设计 复习题
测控仪器设计最全复习题 一、填空题 1.仪器误差的来源有、和运行误差。 2.动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的和响应精度，，分别代表 了动态仪器响应的和。 3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是 4.测控仪器的设计六大原则是、、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精 度匹配原则、经济原则。 5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起 和。 6.在设计中，采用包括补偿、环节等技术措施，则往往能在提 高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。 7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：、均方根比例、 和中间值比例。 8.标准量的细分方法有、。 9.仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分 零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。 10.导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。其由 运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。 11.导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、 弹性摩擦导轨。 12.在微位移机构中，微工作台的驱动方法有。 13.测控仪器中的光电系统的组成 14.光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。 15.直接检测系统：相干检测系统： 16.在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计则。 17.光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要 的。这些匹配包括、。匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。
18.照明的种类、、、。 19.光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹 配、、。 20.按照系统工程学的观点,生产过程中有三大技术系统:_______________； _______________；- ________________ 21.按功能将仪器分成以下几个组成部分：1 基准部件；2_____________；3 放大部件；4 瞄准部件； 5 _______________； 6 显示部件； 7 _____________ 8 机械结构部件 22.常用的传感器有机械式、_____________、光电式、_______________、声学式、__________等等 23.数据处理与运算部件主要用于数据加工、处理、运算和校正等。可以利用___________、 ______________或______________来完成。 24.驱动控制部件用来驱动测控系统中的运动部件，在测控仪器中常用___________、_____________、 ________________、_________________、-______________等实现驱动。 25.仪器中的___________部件用于对被测件、标准器、传感器的定位，支承和运动,如导轨、轴系、基座、支 架、微调、锁紧、限位保护等机构。 26.测控仪器发展趋势：高精度与高可靠性、______________、____________、多样化与多维化 27.仪器的技术指标是用来说明一台仪器的___________和___________ 9._____________是仪器对被测量变 化的反映能力 28.仪器总误差应小于或等于被测参数总误差的________________ 29.为了保证仪器的精度，仪器设计时应遵守一些重要的设计原则和设计原理，如____________、变形最小 原则、________________、精度匹配原则、误差平均作用原理、补偿原理、差动比较原理等 30. _____________和_____________是仪器设计的重要内涵 31.按误差的数学特征分类：随机误差；_____________和________________。 32._________________和_________________时域表征动态测量仪器的瞬态和稳态响应精度，分别代表了 动态仪器响应的准确程度和精密程度 33.采用____________进行设计是为了简化设计、简化制造工艺、简化算法和降低成本。 34.所谓干扰，一方面是_____________的干扰，另一方面是____________造成的干扰。 35.仪器精度设计是仪器精度综合的反问题，其根本任务是________________________ 36.___________与_______________指标是测控仪器设计的核心问题。 37.标准量的作用有： _____________；②-_______________________。 38.通常依据______________与______________________两种原则来分配总随机误差。