智能仪器设计试卷(A)
智能仪器期末试卷
2014-2015学年第 1 学期期末考试试题（A卷）（开卷）智能仪器与虚拟仪器使用班级：班级：学号：姓名：一、简答题（30分）1.什么是虚拟仪器？虚拟仪器与传统仪器的区别是什么？答：虚拟仪器是基于计算机的仪器。
将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
区别：传统仪器：关键是硬件，开发与维护费用高，技术更新周期长，价格高，厂商定义仪器功能，系统封闭、固定，不宜与其它设备连接。
虚拟仪器：关键是软件，开发与维护费用低，技术更新周期短，价格低，并且可重用性与可配置型强，用户定义仪器功能，系统开放、灵活，易于其他设备连接。
2.什么是智能仪器?其主要特点是什么?答：计算机技术和测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用，因而被称为智能仪器。
特点：1、操作自动化；2、具有自测功能；3、具有数据分析和处理能力；④具有友好的人机对话能力；⑤具有可程控操作能力。
3.一个最基本的虚拟仪器程序（VI）包括哪三个部分？答：前面板：交互式的用户界面。
程序框图：是程序源代码，用模块代替普通函数。
图标和连接器：用以识别VI的接口，以便在创以便在创建VI时调用另一个VI。
当一个VI应用在其它VI中，则称为子VI。
子VI相当于文本编程语言中的子程序。
二、设计题（70分）1、设计VI，用XY图显示半径分别为该生学号和相邻学号的同心圆。
2、设计一个温度检测报警器，温度传感器测量范围为0o C-60o C，在实时监测中，如果温度传感器测到的温度为该生学号，报警灯亮。
智能仪器仪表人机交互考核试卷
6.智能仪器仪表的软件开发不需要考虑用户的使用习惯。（×）
7.智能仪器仪表可以通过网络实现远程升级和故障诊断。（√）
8.智能仪器仪表的每一个部件都可以独立工作，不需要协同配合。（×）
9.智能仪器仪表在医疗领域的作用仅限于诊断。（×）
A.硬件故障
B.软件故障
C.网络故障
D.信号故障
15.以下哪个不是智能仪器仪表的维护方法？（）
A.定期检查硬件
B.更新软件
C.拔插设备
D.避免潮湿环境
16.以下哪个不是智能仪器仪表的优点？（）
A.提高生产效率
B.降低生产成本
C.提高产品质量
D.减少人力资源
17.以下哪个不是智能仪器仪表的发展趋势？（）
4.讨论智能仪器仪表的发展趋势，以及这些趋势可能对未来的工业生产和日常生活带来的影响。
标准答案
一、单项选择题
1. D
2. C
3. C
4. D
5. C
6. D
7. C
8. A
9. D
10. D
11. D
12. D
13. A
14. C
15. D
16. D
17. D
18. A
19. D
20. D
二、多选题
2.人机交互设计原则包括易用性、直观性、一致性和反馈性。例如，智能仪器仪表界面设计应简洁直观，操作逻辑一致，提供及时反馈，以提升用户体验。
3.智能仪器仪表在医疗领域提供精确数据支持，如心电图机、超声波诊断仪等，对病情诊断、治疗监测等具有重要意义。
4.智能仪器仪表发展趋势包括微型化、网络化和智能化，将推动工业生产自动化、远程医疗、智慧城市建设等领域的发展，改善人们的生活质量。
智能仪器仪表系统集成考核试卷
B.微处理器
C.转换器
D.显示器
11.以下哪种信号类型在智能仪器仪表系统中应用最广泛？（）
A.模拟信号
B.数字信号
C.脉冲信号
D.红外信号
12.关于智能仪器仪表的软件，以下哪项描述正确？（）
A.仅用于数据处理
B.仅用于设备控制
C.用于数据处理和设备控制
D.无关紧要
13.在智能仪器仪表系统中，以下哪种技术用于实现远程控制？（）
B.模糊逻辑
C.人工神经网络
D.专家系统
17.智能仪器仪表在智能家居中的应用包括以下哪些？（）
A.家居安全
B.照明控制
C.温湿度调节
D.娱乐系统
18.以下哪些是智能仪器仪表的接口类型？（）
A.并行接口
B.串行接口
C. I2C接口
D. SPI接口
19.智能仪器仪表在物流管理中的应用包括以下哪些？（）
A.自动分拣
B.压力传感器
C.温度传感器
D.红外传感器
5.智能仪器仪表在工业应用中可以用于以下哪些方面？（）
A.过程控制
B.数据采集
C.故障诊断
D.品质检测
6.以下哪些技术可以用于智能仪器仪表的通信？（）
A. USB
B. Ethernet
C. Wi-Fi
D.蓝牙
7.智能仪器仪表的软件功能包括以下哪些？（）
A.数据处理
8.智能仪器仪表在所有环境下都能保持相同的测量精度。（×）
9.智能仪器仪表的集成度越高，其成本越高。（×）
10.智能仪器仪表的维护只需要关注硬件部分。（×）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述智能仪器仪表在工业生产中的作用，并举例说明其在某一特定工业过程中的应用。
智能仪器仪表电路设计考核试卷
B.电流需求变化
C.电路抗干扰能力要求高
D.电源与负载距离较远
10.智能仪器中用于数据存储的设备可能包括以下哪些？（）
A. RAM
B. ROM
C. EEPROM
D.硬盘
11.以下哪些是智能仪器仪表中可能遇到的噪声源？（）
A.电源噪声
B.信号线干扰
C.环境RF干扰
D.电路板上的电磁干扰
D.线性范围与运放的供电电压有关
5.在智能仪器中，下列哪种存储器在断电后数据不会丢失？（）
A. RAM
B. ROM
C. EEPROM
D. SRAM
6.以下哪种接口通常用于微控制器与外部设备进行串行通信？（）
A. GPIO
B. UART
C. SPI
D. PCI Express
7.智能仪器仪表设计中，用于滤波目的的电容通常选择哪种类型的电容？（）
14. __________
15. __________
16. __________
17. __________
18. __________
19. __________
20. __________
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
D.光通信
4.在智能仪器仪表设计中，以下哪些电路可用于信号调理？（）
A.放大电路
B.滤波电路
C.电压跟随器
D.信号调制电路
5.以下哪些措施可以减少智能仪器仪表的功耗？（）
A.选用低功耗的微控制器
B.使用动态电源管理
C.减少不必要的硬件功能
D.提高工作电压
6.智能仪器中常用的模拟传感器类型包括哪些？（）
智能仪器设计试卷(A)
一、名词解释1.量子：所能分辨的输入模拟量的最小变化量，Q=Vr/2n。
2.S/H：“Sample / Hold”，采样保持。
3.中值滤波：对某一被测参数连续采样n次，然后将这些采样值进行排序，选取中间值为本次采样值中值。
4.孔径时间：从发出保持指令即控制信号从“采样”电平跳转到“保持”电平开始到模拟开关完全断开所经历的时间称为孔径时间tAP。
5．MTBF：平均故障间隔时间。
二、填空题1. 数据采集系统由三部分组成，即传感器、调理电路和采集电路。
2．多路模拟输入通道可分为两大类，即集中式采集和分散式采集。
3．在调理电路中，滤波器设置在放大器后面有利于减少电路的等效输入噪声。
4．段码式LCD的驱动方式有静态驱动和叠加（时分割）驱动两种。
5. 干扰形成的三要素是：噪声源、耦合通道和接收电路。
三、简答题1．一智能仪器的要求相对精度为1%，A/D的位数至少是多少位，为什么？n选12位；因为q=V r/2n< V r.1%./10，所以2n>1000，即n>10；2．已知在一段时间内采样的数据为：7，8，12，12，8求采用限幅滤波后的数据为多少？其中a=3。
7 8 8 8 8；因为△yn =| yn- yn-1| 当≤3时，yn= yn否则，yn= yn-1（4分）3．最小二乘法校正的是什么误差？其拟合原理是什么与插值法有何不同？系统误差；通过实验获得有限对测试数据（xi ，yi），利用这些数据来求取近似函数y=f(x)，并使得计算值与测量值之间的误差平方和最小。
与插值法不同的是，曲线拟合并不要求y=f(x)的曲线通过所有离散点（xi ，yi），只要求y=f(x)反映这些离散点的一般趋势，不出现局部波动。
4. 设检测信号是幅度较小的直流电压，经过适当放大和A/D 转换，由于50Hz 工频干扰使测量数据呈现周期性波动。
设采样周期 ms T s5.2 ，请问采用算术平均滤波算法是否能够消除工频干扰？平均点数N 应如何选择？ 能够消除工频干扰；因为Ts.N=1/50Hz=20ms ，所以N=8； 四、计算题1. 一个输入电压满量程为10V 的12位ADC ，理论上输入模拟电压为5V ±1.2mV 时产生半满量程，对应的输出码为100000000000。
智能仪器AB试卷及参考答案.docx
一、通过你对本门课程的学习，说明一卞什么是智能仪器，并列举平时学生生活屮的智能仪器的例子。
（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,其有一定的智能作用。
（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abcdef gDp的顺序，a是高位，Dp是低位，写出0'9的段码。
（10 分）三、在F1常的设计中，键盘要求时实扫描，需耍占用系统，显示也动态扫描，也占用系统，所以，冇了键盘和显示后，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，我们就想川一个其他的芯片來代替CPU來实现键盘和显示的功能，这时候就冇了8279 nf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：其外部筲脚功能大致可以分为哪四个部分？（5分）扫描输出冇哪几种形式？（5分）若OCTA OLTB分别使用，应该外加什么芯片？（5分）分为cpu接口、键盘返冋、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CD45U （BCD■段码译码器）（5分）四、我们的A/D转换在测量小是非常重要的，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，请简要的说明双枳分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,用记数來表示时间,从而表示出被测电压的大小。
（15）分五、在众多的仪器屮，测疑杲程的区分是最常见的，一般的都是我们用手动去转换最程，但是在智能仪器屮，就不需要手动了，它可以口己完成，我们称Z为门动虽程转换，请说明门动量程转换的原理，最好用流程图来说明。
（10分）（債丹自动料換入亍）六、参看下图说明如何采用软件对仪器进行自校准。
（15分）七、现用单片机控制一个AD和一个DA•请将下列元件进行连线，使AD的地址为06H, DA的地址为04H。
智能仪器仪表人工智能与机器学习考核试卷
3.深度学习的核心组件是__________。
4.在智能仪器仪表的数据采集过程中，常用的采样方法有__________和__________。
5.提高智能仪器仪表可靠性的主要措施包括__________和__________。
10.智能仪器仪表的发展趋势包括__________和__________。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.在智能仪器仪表中，传感器的作用是转换信号形式，将非电信号转换为电信号。（）
2.机器学习中的非监督学习不需要使用标注的训练数据。（）
3.深度学习模型一定比传统的机器学习模型复杂。（）
C.语音识别
D.深度学习
8.在智能仪器仪表中，以下哪种通信方式应用最为广泛？（）
A.有线通信
B.无线通信
C.光通信
D.磁通信
9.以下哪个领域不是人工智能在智能仪器仪表中的应用方向？（）
A.故障诊断
B.性能优化
C.数据挖掘
D.生物医学
10.以下哪个算法不属于深度学习？（）
A.卷积神经网络（CNN）
B.循环神经网络（RNN）
3.描述深度学习在智能仪器仪表图像识别任务中的应用，包括所使用的网络结构、训练过程以及在实际应用中的表现。
4.讨论智能仪器仪表在设计时需要考虑的数据安全性问题，并提出相应的解决方案来确保数据的安全性和隐私保护。
标准答案
一、单项选择题
1. D
2. B
3. C
4. D
5. D
6. B
7. C
8. B
9. D
智能仪器智能仪器试卷(练习题库)(2023版)
智能仪器智能仪器试卷（练习题库）1、在电子通道使用光电耦合器，能有效抑制O干扰和各种O干扰。
18、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O上，另一种是19、智能仪器的软件通常由O程序、O程序和实现各种算法的功能模块等部分组成。
20、智能仪器的主要特征之一是，几乎都含有自动O转换、自动O调整等功能。
21、异步串行通信方式中，传送一帧字符信息由起始位、（）位、（）位和停止位等四部分组成。
22、根据测量误差的性质和特性，一般可将其分为三类，即随机误差、O误差和（）误差。
23、不同种类分为几种，分别为什么？58、模拟量输出通道的组成及结构形式？59、在DA转换器中通常用哪两项来描述转换精度，分别描述这两个性能指标？60、DA转换器的输入输出形式分为哪几种？61、画出DAC0832单极性和双极性输出电路示意图，并分析两种极性的输入和输出关系？62、DAC0832的工作方式有哪几种？每种方式如何实现?63、电磁继电器的工作原理是什么？当输出回路包含感性负载是为什么要加续流二极管？64、光电耦合器的工作原理是什么？65、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：（）66、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：（）67、加噪声构成，应根据（）确定滤波算法？68、采集数据中含有脉冲性干扰，信号为直流，则应选择O滤波算法。
69、在开发USB系统的时候，首要的任务是利用O实现、特点。
85、智能仪器设计时一般应遵循的基本原则。
怎样理解“组合化与开放式设计思想”？86、简述智能仪器设计的基本要求。
87、常规BIT技术有哪些缺陷？如何解决这些问题？88、常用的BIT技术有哪些？各有什么特点？89、结合书中所学知识谈谈你对BIT技术的理解。
90、什么是固有测试性？固有测试性设计的主要内容包括哪几个方面？91、研制智能仪器大致需要经历哪些阶段？试对各阶段的工作内容做一简要的叙述。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、名词解释
1. 量子：所能分辨的输入模拟量的最小变化量，Q=Vr/2n 。
2. S/H ：“Sample / Hold ”，采样保持。
3.中值滤波：对某一被测参数连续采样n 次，然后将这些采样值进行排序，选取中间值为本
次采样值中值。
4.孔径时间：从发出保持指令即控制信号从“采样”电平跳转到“保持”电平开始到模拟开
关完全断开所经历的时间称为孔径时间tAP 。
5．MTBF ：平均故障间隔时间。
二、填空题
1. 数据采集系统由三部分组成，即 传感器 、 调理电路 和 采集电路 。
2．多路模拟输入通道可分为两大类，即 集中式采集 和 分散式采集 。
3．在调理电路中，滤波器设置在放大器 后面 有利于减少电路的等效输入噪声。
4．段码式LCD 的驱动方式有 静态 驱动和 叠加（时分割） 驱动两种。
5. 干扰形成的三要素是： 噪声源 、 耦合通道 和 接收电路 。
三、简答题
1．一智能仪器的要求相对精度为1%，A/D 的位数至少是多少位，为什么？ n 选12位；因为q=V r /2n < V r .1%./10，所以2n >1000，即n>10；
2．已知在一段时间内采样的数据为：7，8，12，12，8求采用限幅滤波后的数据为多少？其中a=3。
7 8 8 8 8；因为△y n =| y n - y n-1 | 当≤3时，y n = y n 否则，y n = y n-1（4分）
3．最小二乘法校正的是什么误差？其拟合原理是什么与插值法有何不同？ 系统误差；通过实验获得有限对测试数据（x i ，y i ），利用这些数据来求取近似函数y=f(x)，并使得计算值与测量值之间的误差平方和最小。
与插值法不同的是，曲线拟合并不要求y=f(x)的曲线通过所有离散点（x i ，y i ），只要求y=f(x)反映这些离散点的一般趋势，不出现局部波动。
4. 设检测信号是幅度较小的直流电压，经过适当放大和A/D 转换，由于50Hz 工频干扰使测量数据呈现周期性波动。
设采样周期 ms T s
5.2 ，请问采用算术平均
滤波算法是否能够消除工频干扰？平均点数N 应如何选择？ 能够消除工频干扰；因为Ts.N=1/50Hz=20ms ，所以N=8； 四、计算题
1. 一个输入电压满量程为10V 的12位ADC ，理论上输入模拟电压为5V ±1.2mV 时产生半满量程，对应的输出码为100000000000。
如果实际上是4.997V 到4.999V 范围内的模拟量输入都产生这一输出码，则绝对精度为？ 解： (4.997+4.999)/2-5= -0.002V 。
2. 300℃~390℃的镉铬—镉铝热电偶的分度表如图所示，试选择适当的插值点，分别利用线性插值和抛物线插值确定镉铬—镉铝热电偶的热电势在14.00mV 时的
解：①选取A （13.87，340）和B （14.29，350）两点作为插值基点，根据线性插值方程：
y ＝
x － x 1x 0－ x 1 y 0＋x － x 0
x 1－ x 0 y 1
，令x ＝14.00，并将A 、B 两坐标值代入插值方程，则有： y ＝14.00－14.29 13.87－14.29 340＋14.00－13.8714.29－13.87
350，解得：y ＝343.095（℃）
②选取（13.46，330）、（13.87，340）、（14.29，350）三点为插值基点，据抛物线插值方程：y
＝
(x － x 1) (x － x 2)(x 0－ x 1) (x 0－ x 2) y 0＋(x － x 0) (x － x 2)(x 1－ x 0) (x 1－ x 2) y 1＋(x － x 0) (x － x 1)
(x 2－ x 0) (x 2－ x 1) y 2
，同理，令x ＝14.00，将三
坐标值代入插值方程，有： y ＝
(14.00－13.87)(14.00－14.29)(13.46－13.87)(13.46－14.29) 330＋(14.00－13.46)(14.00－14.29)
(13.87－13.46)(13.87－14.29)
340
＋(14.00－13.46)(14.00－13.87)(14.29－13.46)(13.46－13.87)
350，解得：y ＝343.122（℃）
五、应用题
1. 请设计一虚拟固体密度计(ρ=P1/(P1-P2)，其中P1 是固体在空气中重量，P2没入水中的重量)，密度精度要求0.5%，请设计虚拟仪器的硬件和软件(后面板)。
注：电桥电压输出为0-10mV 。
解：硬件电路如图所示，桥式电路把检测的0-10mv的电压信号，能过AD620仪用放大器放大到200倍，输入U12的AI0；先按顺序结构采集P1重量，停止后再采集P2，最后数据处理求出密度值。
因为精度为0.5%即误差为0.05/100 =1/2000，所以可以选用12位的U12，1/4096。
2. 某仪用放大器的电路原理如下图所示。
其中R1=R2=40KΩ,R4=R5=R6=R7=16KΩ。
（1）差动放大器A3的放大倍数？
（2）推导整个电路的放大倍数Af的表达式。
（3）若要求整个电路放大倍数是256（不考虑符号），那么Rg值是多少？
应变片压阻电
桥0
电脑
解：
（1）差动放大器放大倍数为：1。
）
（2）V3-V6=（V1-V2）*（1+（R1+R2）/R
G
（V3-V6）/（V1-V2）=1+（R1+R2）/R
G
）
后级R4=R5=R6=R7,所以Af=-（1+2R1/R
G
（3）若令（1+2R1/R
）=256，
G
=2R1/（256-1）=80K/255=314（Ω）
则R
G
（资料素材和资料部分来自网络，供参考。
可复制、编制，期待你的好评与关注）。