自动检测技术

四川大学制造学院自动检测技术

自动检测技术

第二章

1.如何选A/D转换器？

答：选择时应该着重考虑以下几点：A/D转换的位数、A/D转换的速度、A/D转换器的工作环境和A/D转换器的工作状态综合考虑。

5.多路测试系统在什么情况下会出现干扰？怎样减少和消除？

答：道间串音干扰的产生主要是由于模拟开关的断开电阻R off不是无穷大和模拟开关中存在寄生电容的缘故。

要减少串音干扰，应采取如下措施：

减小，为此前级应采用电压跟随器；

选用极小、极大的开关管；减少输出端并联的开关数N；为减小串音应选用寄生电容小的多路开关MUX.

第四章

3．试述零位误差和灵敏度误差的校正方法。

答：“零位误差”就是指输入y为零时输出x不为零而为x0；

“灵敏度误差”是指实际灵敏度k 与标称灵敏度的偏差；

零位误差和灵敏度误差的校正有软件校正和硬件校正：

由于输出读书x与输入y之间存在线性关系，故软件的方法就是通过两次测量已知的量，根据输出的量可以把此线性关系表达出来，根据此关系，每次输入后代入此线性式，即可得出准确输出量；

硬件校正是在输入为零时通过电路可以将输出也调为零，为此要设置调零电位器和调零电路。常见的调零电路有传感器调零电路、电桥调零电路、放大器输入偏移调零电路和A/D转换器调零电路。

8.常用的数字滤波算法有哪些？说明各种滤波算法的特点和使用场合。

答:常见的数字滤波以及其特点和使用方法有：

限幅滤波，基本方法是比较本次采样值和上一次采样值，如果他们的差值未超过允许的最大偏移值，则认为本次采样值有效而保留。如果他们的差值超过允许的最大偏差值，则认为本次采样值无效而用上一次采样值替代。特点是对于随机脉冲的干扰可以有效防治。

中位值滤波，基本方法是对某一被测参数连续采样n次，然后把n次采样值按大小排列，取中间值为本次采样值。仅对变化缓慢的量适用。特点是对脉冲干扰的抑制很有效。

算术平均滤波，基本方法是按输入的N个采样数据x i（i=1—9），寻找这样一个y，使y与各采样值之间的偏差的平方和最小。特点是对抑制随机干扰效果好，对脉冲干扰的抑制能力弱，明显的脉冲干扰会使平均值远离实际值。

去极值平均滤波，基本方法是连续采样N次，去掉一个最大值，去掉一个最小值，再求余下N-2个采样值的平均值。特点是对抑制随机干扰效果好，对脉冲干扰抑制效果也好，但数据处理能力弱。

移动平均值滤波，基本方法是先在RAM中建立一个数据缓冲区，依次序存放N次采样数据，然后每采样一个新数据，就将最早采集的数据去掉，最后再求当前RAM缓冲区中的N个数据的算术平均值。特点数据处理能力强。

加权平均滤波，基本方法是在算术平均滤波法和递推平均滤波法中，对N次

采样值进行加权，再计算出加权的结果。特点是提高了系统对当前采样值中所受干扰的灵敏度。

第六章

6.为什么微机化测控系统要具备自检功能？自检方式有哪几种？常见自检内容有哪些？

答：自检就是利用事先编制的程序对测控系统的主要部件进行自动检测，以确定是否有故障以及故障的内容和位置。自检时微机化测控系统应具备的基本功能之一，也是提高可靠性和可维护性的重要手段之一。

自检方式有开机自检、周期性自检和键盘自检三种。

常见的自检内容包括ROM、RAM、总线、显示器、键盘以及测控电路等部件。

第七章

1.电路输入阻抗高是否容易接收高频噪音干扰？为什么？

答:不容易接收高频噪音干扰。因为电路的输入阻抗高就增加了静电电容性耦合效应。

2.接地方式有哪几种？各适用于什么情况？

答：接地方式有串联单点接地、并联单点接地和多点接地。

单点接地适用于低频系统；多点接地适用于高频系统。

3.信号传输线屏蔽层接地点应怎样选择？

答：当放大器接地而信号源浮地时，屏蔽层的接地点应选在放大器的低输入端；

当信号源接地而放大器浮地时，信号传输线的屏蔽应接到信号源的低端。

4.何谓“接地环路”？它有什么危害？应怎样避免？

答：当信号源和系统地都接大地时，两者之间就构成了接地环路。

由于大地电阻和地电流的影响，任何两个接地点的电位都不相等。通常信号源和系统之间的距离可以达到m至十m，此时这两个接地点之间的电位差的影响将不能忽视，会产生噪音干扰。两点接地会产生共模干扰，可以改为一点接地，并保持信号源与地隔离。

5.屏蔽有哪几种类型？屏蔽结构有哪几种危害？

答：屏蔽有静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三种。

屏蔽结构中，单一的屏蔽不能在强磁场下保证有足够高的磁导率，不能满足衰减磁场干扰的要求。

6.为什么长线传输大都采用双绞线传输？

答：双绞线传输两根线内阻相同，对地分布电容和漏电阻也相同，实现了“平衡传输”，具有很好的平衡特性。还适用于频率信号的传输，抗干扰能力很强。7．为什么光电耦合器具有很强的抗干扰能力？采用光电耦合器时。输入和输出部分能否共用电源？为什么？

答：光耦合器由一只发光二极管和一只光电晶体管装在同一个密封管壳内构成。发光二极管把电信号转换为光信号，光电晶体管把光信号再转换为电信号，这种“点-光-电”转换在完全密封条件下进行，不会受到外界光的影响。由于是光传递，故切断来了两个电路之间电的联系，因此两电路间的电位差就再不会形成干扰了。二极管又将低幅度的电压抑制其通过，故有很好的抗干扰性。光电耦合器的输入部分和输出部分必须采用独立的电源，如果两端公用一个电源，则光电耦合器的隔离作用将失去意义。

8.什么叫“共地”什么叫“浮地”？各有何优缺点？

答：如果系统与大地绝缘，则该系统称为浮地系统。浮地系统的系统不一定是零电位；如果把系统与大地相连，则该系统称为共地系统，该系统是零电位。9.何谓“共模干扰”？何谓“差模干扰”？应如何克服？

答：“差模干扰”是指能够使接受电路的一个输入端相对于另一个输入端产生电位差的噪音。抑制方法除了从源头上采取措施即切断噪音耦合途径外，另一方面就是利用干扰与信号的差别来把干扰消除掉或减到最小。具体有以下几条：频率滤波法、积分法和电平鉴别法。

“共模干扰”是相对于公共的电位基准点，在系统的接收电路的两个输入端上同时出现的噪音。抑制方法有分为隔离技术、浮置技术和浮动电容切换法。其中隔离技术分为隔离变压器技术、纵向扼流圈技术和光电耦合器技术。10.如何抑制来自电源与电网的干扰？

答：电源干扰可采用以下技术：电源滤波和退偶技术、采用不间断电源和开关式直流稳压电源技术、系统分别供电技术、采用电源模块单独供电技术和供电系统馈线要合理布线技术。

11.在印制电路板上用地线隔开输入与输出线能抑制干扰吗？为什么？

答：能够抑制干扰。因为在输入和输出线之间有地线，对寄生电容起到了耦合屏蔽的作用，消除了寄生电容，故能抑制干扰。

12.在软件抗干扰中有哪几种对付程序“乱飞“的措施？各有何特点？

答：对付程序“乱飞”的措施有软件冗余、软件陷进和看门狗技术。

软件冗余技术的特点是：使“乱飞”程序在程序区迅速纳入正轨。

软件陷阱的特点是：当乱飞程序进入非程序区或表格区时，可以设定软件陷

阱，拦截乱飞程序，将其迅速引向一个指定位置，在那里有一段专门对程序运行出错进行处理的程序。

“看门狗”技术的特点是：当程序陷入“死循环”时，可以通过采用程序监视技术来摆脱“死循环”。

13.何谓软件冗余技术？它包括哪些方法？

答：软件冗余技术就是当系统收到干扰时，利用软件的方法把程序纳入正轨的能力。具体方法有：指令冗余技术和时间冗余技术。指令冗余技术包括：NOP 的使用和重要指令冗余。时间冗余技术包括：重复检测法、重复输入法、指令复执技术、程序卷回技术和延时避开法。

14.何谓软件陷进？软件陷进一般设置在程序的什么地方？

答：软件陷进，就是用引导指令强行将捕获到的乱飞程序引向复位地址0000H，在此处将程序转向专门对程序出错进行处理的程序，使程序纳入正轨。

软件陷阱一般设置在未使用的中断区、未使用的EPROM空间、非EPROM芯片空间、运行程序区、中断服务程序区和RAM数据保护的条件陷阱。

15.何谓“看门狗“技术？有哪些实现方法？

答：“看门狗”技术就是不断监视程序循环运行时间，若发现时间超过已知的循环设置时间，则认为系统陷入了“死循环”，然后强迫程序返回到0000H入口，在0000H处安排一段出错处理程序，使系统运行纳入正规。

“看门狗”技术有硬件和软件方法来实现。硬件“看门狗”电路有单稳态型“看门狗”电路；计数器型“看门狗”电路和采用微处理器监控器实现“看门狗”功能。软件“看门狗”技术的基本思路是：在主程序中对T0中断程序进行监视；在T1中断服务程序中对主程序进行监视；T0中断监视T1。