智能仪器复习题
智能仪器复习题1、什么是智能仪器智能仪器的主要特点是什么1智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物,实际上是一个专用计算机系统,它由硬件和软件两大部分组成；2仪器的功能强、仪器的性能优越、操作自动化、具有友好的人-机对话能力、具有可程控操作能力;2、解释系统误差和随机误差并说明系统误差与随机误差的根本区别;1系统误差是由于系统自身的非理想性引起的误差;随机误差是由窜入仪器的随机干扰引起的,它是指在相同条件下测量同一量时,其大小和符号作无规则的变化而无法预测,但在多次测量中符合统计规律的误差;23、什么是虚拟仪器简述其结构及特点;1虚拟仪器是仪器技术和计算机技术深层次结合的产物,是在以计算机为核心的硬件平台上,由用户定义功能,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的计算机仪器系统;2虚拟仪器由仪器硬件平台和软件两大部分组成3使用计算机的显示屏和鼠标/键盘代替传统仪器的面板；仪器的功能是用户根据实际要求由软件实现；研制周期较传统仪器大为缩短；虚拟仪器的资源共享性;4、在智能仪器系统中,选择单片机主要应考虑哪些因素功耗、ROM和RAM的大小、中断能力、处理器的位数、定时/计数器的个数、I\O管脚数、I\O口电流/电压大小、时钟频率5、简述智能仪器中软件的可靠性设计方法常用的软件设计方法有“自顶向下设计方法”、模块化设计法、结构化设计法;“自顶向下”设计,概括地说,就是从整体到局部再到细节,即把整体任务分成一个个子任务,子任务再分成子子任务,这样一层层的分下去,直到最底层的每一个任务都能单独处理为止;模块化设计法是把一个大的程序划分成若干个程序模块分别进行和调试,由主模块控制各子模块完成测量任务;结构化程序设计法是20世纪70年代起逐渐被采用的一种新型程序设计方法,综合了“自顶向下”设计法、模块法设计法的优点,并采用了三种基本的程序结构编程; 6、智能仪器的软件主要包括那些部分智能仪器的软件通常由监控程序、中断程序、测量控制程序、数据处理程序和通信程序等组成;7、与硬件滤波器相比,采用软件滤波器有何优点软件滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便与集成等优点;可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的8、叙述提高智能仪器软件可靠性的方法;1可靠的程序设计方法：包括递归程序设计和结构化程序设计法等技术;2程序验证技术：包括程序正确性证明、程序的自动证明和程序检测技术;3提高软件设计人员的素质4消除干扰：有平滑滤波、脉冲宽度识别、设置软件陷阱等方法;5增加试运行时间;9、智能仪器的设计原则是什么从整体到局部的设计原则；软件、硬件协调原则；开放式与组合化设计原则10、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;1消除脉冲干扰的数字滤波法；为了消除由于仪器外部环境因素的突然变化或仪器仪器内部不稳定引起的尖脉冲干扰2抑制小幅度高频噪声的平均滤波法；在多数情况下被认为是白噪声,具有数学期望为零及各态偏历性的特点3复合滤波法；先用中值滤波算法滤除采样值中的脉冲干扰,然后把剩余的各个采样值进行算术平均4模拟滤波器数字化滤波法；一种以数字形式通过算法,实现RC滤法的方法,消除干扰；在滤波常数要求大的场合更为实用5自相关滤波法；在强噪声中检测微弱信号；测试领域11、某8位DAC,其输出电压为0～5V,当CPU输出10H、68H时,此DAC输出的模拟电压值对应是多少12、什么是串模干扰抑制串模干扰的方法有哪些1串模干扰是指串联于信号源回路之中的干扰,也称横向干扰或正态干扰;2用双绞线或同轴电缆作信号线；用滤波器抑制串模干扰13、什么是共模干扰抑制共模干扰的方法有哪些1共模干扰是指智能仪器的两个输入端上共有的干扰电压,也称纵向干扰或共态干扰2变压器或光电耦合器隔离；浮地屏蔽14、设计一个由 51系列单片机控制的程控放大器增益的接口电路;已知输入信号小于10mV ,要求当输入信号小于 1mV 时,增益为 1000 ,而输入信号每增加 1mV 时,其增益自动减少一倍,直到 100mV 为止;15、如何对智能仪器进行硬件和软件调试硬件调试：集成电路器件未插入电路板之前,必须仔细检查线路连接是否正确;重点检查系统总线是否存在相互之间短路或与其他信号线短路,特别要防止电源短路;确定电路连线无误后,再插入芯片,接通电源,并用电压表检查各集成电路芯片插座上的电压值和极性是否正确;电路系统接通后,可用示波器检查时钟信号、脉冲信号及噪声电平;还可以用电压表测量元件的工作状态,用逻辑测试笔测试逻辑电平等;如果发现异常,应重新检查线路,直至符合要求为止;软件调试：在开发软件的支持下,通过指令模拟,可以方便的进行编程,单步运行、设置断点运行,修改程序等软件调试工作;调试过程中的运行状态、各寄存器状态、端口状态都可以在crt指定的窗口区域显示出来,以确定程序运行有无错误;16、网络化仪器的C/S和 B/S组建模式有什么不同1c/s模式是集散测控系统经常采用的一种结构;它一般由多个客户端来采集数据,而系统中有一个服务器充当数据库的角色,客户端通过通信协议把测试数据写入远程服务器数据库;这种结构的客户端主要实现测量数据的采集功能,服务器汇总数据并可实现数据分析等功能;设计人员需要分别设计服务器和客户端的程序;2b/s模式是一种瘦客户模式,一般由客户机、服务器以及和服务相连的远程测控设备组成;系统中,服务器不是接受来自客户机的测量数据,客户端一般通过浏览器就可以观测和保存这些数据;设计人员的主要工作是进行服务器客户端程序的开发,不存在客户机端程序的开发和保护;17、独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有什么特点1独立式键盘结构的特点是一键一线,即一个按键单独使用一根检测线与主机输入三态缓冲器连接;2矩阵式键盘结构的特点是把检测线分为两组,一组为行线,另一组为列线,按键置于行线与列线的交叉处;3交互式键盘结构的特点是,任意两检测线之间均可放置一个按键,但要求每一条检测线必须是具有位控功能的双向I/O端口线;18、数字低通滤波比模拟低通滤波有什么优点模拟低通滤波器,如一阶惯性RC滤波器,能有效地滤除高频干扰和周期性低频干扰;当用它来抑制周期性低频干扰时,要求滤波器有大的时间常数和高精度的RC网络;时间常数越大,要求R值越大,其漏电流也随之增大,从而使RC网络误差增大,降低了滤波效果;为此,可以采用数字低通滤波算法来消除干扰,数字低通滤波是一种以数字形式通过算法,实现RC滤法的方法;它能很好地克服上述模拟滤波器的缺点,在滤波常数要求大的场合,此法更为实用19、智能仪器的研制步骤有哪些1确定设计任务,并拟定设计方案2硬件和软件设计3系统调试及性能测试20、对参与设计的单片机项目进行总结,包括项目名称、本人所做的工作、结果和遇到的问题、有何收获等;项目名称：应用80c51单片机控制ADC0809,构成一个8通道自动巡回检测系统1、什么是智能仪器它有什么特点以微处理器为核心,将计算机技术与测量仪器相结合的仪器.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;测量范围宽、精度高、稳定性好;智能仪器一般均配有GP-IB或RS-232C、RS-485等通信接口,可跟另外的智能仪器组成智能仪器系统;2、按智能仪器的结构可将智能仪器分为哪两类微机内嵌内藏式微机扩展式3、什么叫做微机内嵌式智能仪器什么叫做微机扩展式智能仪器将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中,仪器包含一个或多个微机,属于嵌入式系统;利用微机强大的功能完成信号调理、A/D转换、数字处理、数据存储、显示、打印、通信等各项任务;将原智能仪器中测量部分配以相应的接口电路制成各种仪器卡,插入到PC机的总线插槽或扩展槽内,而原有智能仪器所需的键盘、显示器以及存储卡等均能借助于PC机资源也就是利用微机的硬件、软件资源完成数据分析和显示给使用者的感觉是一个微机系统;4、什么叫做个人仪器其组成方式怎样个人仪器Personal Computer Instrumen t,PCI亦称PC仪器,是以个人计算机为基础的仪器,其组成方法是,将原独立式智能仪器中的测量部分制作成仪器卡,插入PC的总线插槽,而原独立式智能仪器所需的键盘、显示器及存储器等均借助于PC的资源;5、什么是虚拟仪器它能实现什么功能虚拟仪器是指在计算机为核心的硬件平台上,由用户定义功能,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统;虚拟仪器的三大功能为数据采集、数据分析处理、显示结果6、虚拟仪器的三大功能模块分别是什么计算机、仪器模块和软件7、LabVIEW的基本程序单位是什么它包括哪几部分8、什么是网络化仪器在智能仪器中将TCP/IP协议等作为一种嵌入式应用,使测量过程中的控制指令和测量数据以TCP/IP方式传送,使智能仪器可以接入Internet,构成分布式远程测控系统;9、网络化仪器的体系结构包括什么网络化仪器包括基于计算机总线技术的分布式测控仪器、基于Internet/Intranet的虚拟仪器、嵌入式Internet的网络化仪器、基于IEEE1451标准的智能传感系统以及基于无线通讯网络的网络化仪器系统等;10、网络化仪器中测量仪器接入网络的方法有哪两种1用计算机做服务器2专用接口转换装置做服务器11、智能仪器的数据采集系统包括哪几部分12、按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个,多路模拟输入通道可分为哪两大类型集中采集式和分散采集式两大类型13、分时集中采集的缺点是什么怎样克服这样的缺点多路开关分时切换,轮流选通,相邻两路信号在时间上是依次被采集,不能获得同一时刻的数据,会产生时间偏斜误差;尽管这种时间偏差很短,但也不能满足同步采集测试的需要;同步采集14、在智能仪器的数据采集通道中放大器为什么要前置前置放大器的放大倍数应该如何选择多数传感器输出信号都比较小,必须选用前置放大器进行放大;为使小信号不被后续电路的噪声所淹没,在后续电路前端必须加入放大倍数K0>1的放大器,而且加入的放大器必须是低噪声的,即该放大器本身的等效输入噪声必须比其后级电路的等效输入噪声低;15、仪用放大器的特点是什么适用于什么样的场合1.优点：高共模抑制比、高增益、低噪声和高输入阻抗;2.适用场合：传感器输出信号较弱,且其中包括工频、静电和电磁耦合等共模干扰;16、如何提高程控增益放大器的放大倍数程控增益放大器与普通放大器的差别在于反馈电阻网络可变,且受控于控制接口的输出信号;不同的控制信号,将产生不同的反馈系数,从而改变放大器的闭环增益;17、什么是隔离放大器它主要的三种耦合方式是什么隔离放大器是一种将输入、输出及电源在电流和电阻上进行隔离,使之没有直接耦合的测量放大器;变压器耦合、光耦合和电容耦合18、如何用两片CD4051组成16路的开关通道19、在智能仪器的数据采集通道中为什么要利用采样保持电路模拟信号进行A/D转换时,从启动转换到转换结束输出数字量,需要一定的转换时间;在这个转换时间内,模拟信号要基本保持不变;否则转换精度没有保证,特别当输入信号频率较高时,会造成很大的转换误差;要防止这种误差的产生,必须在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住,而在A／D转换结束后又能跟踪输入信号的变化;能完成这种功能的器件叫采样／保持器;采样／保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”;20、结合采样保持器电路图说明采样保持器工作原理开关S导通,输入模拟信号Vi对保持电容CH充电,当VL=1的持续时间tw远远大于电容CH的充电时间常数时,在tw时间内,CH上的电压Vc跟随输入电压Vi的变化,使输出电压Vo=Vc=-Vi,这段时间为采样时间;开关S断开,由于运算放大器的输入阻抗很高,存储在上CH的电荷不会泄露,CH上的电压Vc保持不变,使输出电压Vo能保持采样结束瞬时的电压值,这段时间为保持时间;21、简述AD转换器的主要性能指标按工作原理划分,A/D转换器分为哪几类分辨率转换时间转换误差转换速度满刻度范围22、A／D转换器与微处理器连接方式以及智能仪器要求的不同,实现A／D转换软件的控制方式主要有哪几种23、说明双积分Ａ／D转换器的工作原理双积分式A／D转换器又称双斜式A/D转换器,其转换过程在逻辑控制电路的控制下按以下三个阶段进行;1．预备阶段2．定时积分阶段T13．定值积分阶段T224、在智能仪器设计中,一般根据哪两项要求来选择A/D转换器位数应根据对采集电路转换范围与转换精度两方面的要求选择A/D转换器的位数25、设计AD574与80C51单片机的接口电路,要求采用中断方式控制AD转换,画出接口电路图;26、设计一个数据采集系统,具体要求为8路模拟量输入交变信号,f=100Hz,电压范围为0～10V,转换时间小于50μs,分辨率5mV满量程的%,通道误差小于%;ADC的选择：选择12位A/D转换器AD574,其转换时间为25μs,分辨率为满量程的%,转换误差为%,输入信号范围为0～10V或0～20V,均满足设计要求;多路模拟开关：选择8路模拟开关CD4051,开关漏电流约为,当信号源内阻为10kΩ时,误差电压是μV,可忽略不计;开关接通电阻约为200Ω,由于采样保持器的输入电阻一般在10MΩ以上,因此当最大电压为10V时,开关电阻上的压降仅为,也可忽略不计;27、什么是软测量技术软测量技术一般是根据某种最优准则,通过选择一些容易测量且与主导变量密切联系的二次变量辅助变量来预测主导变量,它所建立的软测量模型可以完成一些实际硬件检测仪器所不能完成的测量任务;28、智能仪器输出通道的信号种类分为几种,分别为什么模拟量输出信号开关量输出信号数字量输出信号29、模拟量输出通道的组成及结构形式D/A转换多路模拟开关采样保持一个通路设置一个D/A转换器多个通路共用一个D/A转换器30、D/A转换器的工作原理权电阻31、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在D/A转换器中通常用分辨率和转换误差来描述转换精度;分辨率是指输入数字量最低有效位为1时,对应输出可分辩的电压变化量△V与最大输出电压Vm 之比转换器中各元件参数的偏差,基准电压的波动,和运放的零点漂移都可以影响D/A的转换精度;32、DA转换器的输入输出形式分为哪几种D/A转换器的数字量输入端有3种情况：不含数据锁存器；含单个数据锁存器；含双数据锁存器;对于D/A转换器的输出,则又有单极性和双极性之分,以及某些场合下的偏置输出方式;33、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34、DAC0832的工作方式有哪几种每种方式如何实现双缓冲：由于DAC0832芯片中有两个数据寄存器,可以通过控制信号将数据先锁存在输入锁存器中,当需要D/A转换时,再将锁存器中锁存的数据信号装入DAC 寄存器并进行D/A 转换,从而达到两极缓冲工作方式;直通型：如果使两个寄存器都处于常通状态,这时两个寄存器的输出跟随数字输入变化而变化,D/A 转换器的输出也同时跟着变化,这种情况应用于连续反馈过程控制系统35、继电器的作用是什么继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统又称输入回路和被又称输出回路,通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”;故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用;36、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只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合;当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点常闭触点吸合;这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的;当输出回路包含有感性负载导通电流较大时,在触点断开的瞬间有可能在触点间造成高压电弧,以至于烧坏触点或降低触点寿命;为防止这种情况,如果负载电源是直流的,可以在触点间并联续流二极管；如果负载电源是交流的,可以在触点间并联压敏电阻;37、光电耦合器的工作原理是什么输入为低电平时,流过发光二极管的电流为零,光敏三极管截止,输入为高电平时,流过发光二极管发光,光敏三极管因光信号作用而饱和导通,。
智能仪器期末考试题及答案
智能仪器期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 智能仪器的主要功能包括以下哪项？A. 数据采集B. 数据处理C. 数据存储D. 所有选项2. 在智能仪器中，传感器的作用是什么？A. 转换物理量为电信号B. 放大电信号C. 显示电信号D. 记录电信号3. 下列哪个不是智能仪器的数据处理方法？A. 滤波B. 积分C. 微分D. 存储4. 智能仪器的通信接口通常包括哪些类型？A. USBB. RS-232C. EthernetD. 所有选项5. 智能仪器的自诊断功能主要是指什么？A. 诊断仪器的硬件故障B. 诊断仪器的软件故障C. 诊断仪器的电源问题D. 诊断仪器的所有故障6. 智能仪器的校准功能主要目的是什么？A. 提高测量精度B. 延长仪器使用寿命C. 降低仪器成本D. 增加仪器的美观度7. 智能仪器的远程监控功能通常需要哪些技术？A. 无线通信技术B. 网络技术C. 数据加密技术D. 所有选项8. 在智能仪器中，模糊逻辑控制的主要用途是什么？A. 提高控制精度B. 简化控制算法C. 降低控制成本D. 实现非线性控制9. 智能仪器的自适应控制功能主要是指什么？A. 自动调整测量参数B. 自动调整控制参数C. 自动调整显示参数D. 自动调整存储参数10. 下列哪个不是智能仪器的发展趋势？A. 集成化B. 网络化C. 智能化D. 单一化二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述智能仪器与传统仪器的主要区别。
2. 描述智能仪器在工业自动化中的应用。
3. 解释智能仪器的自诊断功能及其重要性。
三、计算题（每题15分，共30分）1. 假设一个智能仪器的传感器测量范围是0-100V，分辨率为0.01V，求该仪器测量的最大误差。
2. 给定一个智能仪器的信号处理算法，包含一个低通滤波器，其截止频率为5Hz，求在输入信号频率为10Hz时的输出信号幅度。
四、论述题（每题20分，共20分）1. 论述智能仪器在现代智能制造中的作用及其未来的发展趋势。
智能仪器复习题及答案
智能仪器复习题及答案一、选择题1. 智能仪器通常具备以下哪种功能？A. 基本测量B. 自动校准C. 数据记录D. 所有上述功能2. 智能仪器与传统仪器相比，其优势主要体现在：A. 成本更低B. 操作更复杂C. 功能更全面D. 体积更小3. 以下哪个不是智能仪器的常见传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 声音传感器D. 光传感器4. 智能仪器在数据处理上通常采用哪种技术？A. 模拟信号处理B. 数字信号处理C. 人工神经网络D. 以上都不是5. 智能仪器在故障诊断中，通常采用哪种方法？A. 人工检查B. 经验判断C. 模式识别D. 随机猜测二、填空题6. 智能仪器的核心技术包括__________、__________和__________。
7. 智能仪器的自适应能力主要体现在__________、__________和__________。
8. 智能仪器的通信接口通常包括__________、__________和__________。
三、简答题9. 简述智能仪器在工业自动化中的应用及其重要性。
10. 描述智能仪器在环境监测中的作用及其优势。
四、计算题11. 假设智能仪器测量得到的温度数据为：25°C、27°C、29°C、30°C、28°C，请计算平均温度。
五、论述题12. 论述智能仪器在现代医疗诊断中的作用及其对未来医疗技术发展的影响。
六、答案1. D2. C3. C4. B5. C6. 传感器技术、微电子技术、计算机技术7. 自我诊断、自我校准、自我适应8. RS-232、RS-485、以太网9. 智能仪器在工业自动化中通过其高精度、高稳定性和强大的数据处理能力，提高了生产效率和产品质量。
它们能够实时监控生产过程，自动调整参数，确保生产过程的连续性和稳定性，从而降低人工成本和提高生产安全性。
10. 智能仪器在环境监测中能够实时收集和分析环境数据，如温度、湿度、污染物浓度等，为环境保护提供科学依据。
智能仪器仪表复习题
1、什么是智能仪器、智能仪器有哪些功能。
答：智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器，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。
2、简述智能仪器的发展过程及应用领域。
答：第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表第二代为数字式仪器仪表第三代就是智能式仪器仪表应用：测量仪器，分析仪器，生物医疗仪器，地球探测仪器，天文仪器，航空航天航海仪表，汽车仪表，电力，石油，化工仪表等，遍及国民经济各个部门，深入到人们生活的各个角落。
（1）传感器技术（2）A/D等新器件的发展将显著增强仪器的功能与测量范围（3）单片机与DSP 的广泛应用（4）嵌入式系统和片上系统（SOC）将使智能仪器的设计提升到一个新阶段（5）ASIC、FPGA/CPLD即使在智能仪器中广泛使用（6）LabVIEW等图形化软件技术（7）网络与通信技术。
3、智能仪器的特点、智能仪器结构形式，对其作简要描述。
答：特点：测量过程的软件控制数据处理多功能化。
结构形式：微机内嵌式（将单片或多片的微处理器与传统仪器有机地结合在一起形成的单机，其形态是仪器。
）微机扩展式（以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。
个人计算机仪器(PCI)或称微机卡式仪器。
其形态可以是计算机。
）4、数据采集系统的组成结构。
答：传感器模拟信号调理数据采集电路（传感器、模拟信号调理电路、数据采集电路）微机系统5、程控放大器在智能仪器中的作用以及使用过程中的注意事项。
答：程控放大器是常用部件，在许多实际应用中，为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可变增益放大器。
增益由仪器内置计算机的程序控制。
这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大器。
使用时可以根据输入模拟信号的大小来改变放大器的增益。
程控放大器是解决大范围输入信号的有效办法。
6、AD转换器分为哪几类？串行接口的AD与并行接口的AD的优缺点。
答：比较型ADC、积分型ADC、V/F型ADC。
《智能仪器技术和应用》B卷答案
《智能仪器技术及使用》B卷答案一、简答题（每题4分，共20分）1、叙述智能仪器的基本组成、工作原理及发展趋势？答：智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
软件分为监控程序和接口管理程序两部分。
如图为典型智能仪表结构，由三个层次构成…………1’智能仪器的工作原理：传感器获取被测量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经a／d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理（如非线性校正等）；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果和存储于片内flashrom（闪速存储器）或e2prom（电可擦除存贮器）内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号（如报警装置触发、继电器触点等）。
此外，智能仪器还可以和pc机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号和数据，通过串行通信将信息传输给上位机——pc机，由pc机进行全局管理。
…………2’智能仪器是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术和传统的仪器仪表技术的结合，逐步实现微型化，多功能化，人工智能化，随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展，智能仪器将会得到更加广泛的使用。
可以预料，各种功能的智能仪器在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域。
…………1’2、为什么智能仪器要具备自检功能？自检方式有几种？常见的自检内容有哪些？答：所谓自检就是利用事先编制好的检测程序对仪器的主要部件进行自动检测，并对故障进行定位。
自检功能给智能仪器的使用和维修带来很大的方便。
…………1’ 智能仪器的自检方式有三种类型：（1）开机自检 …………1’（2）周期性自检 …………1’（3）键盘自检 …………1’3、什么叫软测量？软测量建模可以用那些方法？答：对于难于测量或暂时不能用单独的仪表进行测量的被测变量（又称为主导变量），选择另外一些容易测量的变量（又称二次变量或辅助变量），想法构成这些辅助变量和被测变量之间的某种数学关系，就可以用数据处理软件代替单独的仪表这种硬件，通过计算、估计和推断确定被测变量。
智能仪器第二部分复习题
智能仪器设计复习题 1. 简述智能仪器的概念？智能仪器有哪几种结构形式？对其作简要描述。
智能仪器是计算机技术、通信技术、传感器技术、电子集成技术等多学科技 术与传统测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪 器。
两种结构形式：微机内嵌式和微机扩展式。
微机内嵌式是将单片或多片的微 处理器与传统仪器有机地结合在一起形成的单机，其形态是仪器。
微机扩展式是 以个人计算机()为核心的应用扩展型测量仪器。
个人计算机仪器()或称微机卡式 仪器。
其形态可以是计算机。
2. 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
四个层次：聪敏仪器类、初级智能仪器类、模型化智能仪器类和高级智能仪 器类。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础；初级智能仪器除了应用电 子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术；模型化仪器 是在初级智能仪器的基础上应用了系统识别和模式识别方法；高级智能仪器类特 点是具有人工智能。
3. 试述智能仪器的特点和典型功能。
特点：汇集各种高新技术，测量过程软件控制，强大的数据处理功能，多功 能化，操作自动化，对外开放性。
典型功能：数据分析和处理功能，自测功能和友好人机对话功能。
4. 画出智能仪器的基本结构，并说明各部分的功能。
内嵌式 扩展式5. 智能仪器的微处理器主要有哪些系列？ 基于 8051 内核的单片机、系列单片机、系列单片机、430 系列单片机、基于内核的单片机、数字信号处理器 6. 以 8051 为内核的单片机制造公司有哪些？它们各有什么特点？公司：技术性能及开发手段都较成熟，价格低廉，可重复编程和方便功能扩 展公司：采用工艺、（在系统编程），对 8051 的接口功能作了必要的扩充 公司：可以通过关闭不用的，改善单片机的电磁兼容性能；特有双指针；串 行口增加了从地址自动识别和帧错误检测功能公司：采用 51 内核大力提升结构运行速度；口从固定方式到交叉开关配置 7. C8051 系列单片机增加了哪些数字外设？在实际应用中有什么优势？数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。
智能仪器设计基础考试重点题目
智能仪器设计基础考试重点题目1、智能仪器的发展趋势（1）微型化（2）多功能化（3）人工智能化（4）网络化2、智能仪器的分类、组成和特点（1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。
（2）智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
1操作自动化○2具有自测功能○3具有数据分析和处理功（3）智能仪器的特点○4具有友好的人机对话功能○5具有可程控操作能力能○2.1常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？答：类型（1）并联比较型A/D转换器（2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器（4）￡-△调制型A/D转换器1转换速度快，2精度、特点：○随着转换位数的增加，所需的硬件个数多○速度、3精度高、4和价格均适中，抗干扰能力差○抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化2.4模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。
答：（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。
1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同（2）多通道结构：○2多通道共享结构：步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大○适合对转换要求不高的系统。
通道速度慢，元件开销少2.7在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？答：（1）通道数量（2）泄漏电流（3）导通电阻（4）开关速度4.1为什么要消除键盘抖动？消除键盘抖动的方法？实现的原理是什么？答：因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判多次操作。
方法一：硬件去抖动，利用RS触发器的互锁功能去抖动，可以得到理想的按键输出波形。
方法二:软件延时去抖动，通过CPU首次检测到按键按下或松开信息时，延时一段时间，从而躲过抖动期，等待按键稳定后，CPU再次检测，确定按键的状态。
智能仪器复习题答案
智能仪器复习题答案一、选择题1. 智能仪器的核心组成部分是（）。
A. 微处理器B. 传感器C. 显示器D. 存储器答案：A2. 智能仪器的自诊断功能主要依靠（）实现。
A. 软件算法B. 硬件电路C. 传感器网络D. 人机交互界面答案：A3. 在智能仪器中，用于处理模拟信号的电路是（）。
A. 数字电路B. 模拟电路C. 混合电路D. 通信电路答案：B4. 智能仪器的通信接口通常包括（）。
A. USB接口B. 蓝牙接口C. 以太网接口D. 所有选项答案：D5. 智能仪器的数据处理能力主要体现在（）。
A. 信号放大B. 信号滤波C. 信号转换D. 信号分析答案：D二、填空题1. 智能仪器能够通过_______实现对环境参数的自动监测。
答案：传感器2. 智能仪器的_______能力使其在工业自动化领域得到广泛应用。
答案：自适应3. 智能仪器的_______功能可以减少人为操作错误，提高测量精度。
答案：自动校准4. 智能仪器通过_______技术实现数据的远程传输。
答案：无线通信5. 智能仪器的_______系统能够根据测量结果自动调整仪器的工作状态。
答案：控制三、简答题1. 简述智能仪器与普通仪器的主要区别。
答案：智能仪器与普通仪器的主要区别在于智能仪器具备数据处理和分析能力，能够实现自动监测、自诊断、自适应和自动校准等功能，而普通仪器通常只具备基本的测量功能。
2. 描述智能仪器在环境监测中的应用。
答案：智能仪器在环境监测中的应用包括自动监测温度、湿度、空气质量等环境参数，并通过数据分析实现对环境变化的预警和控制，提高环境监测的效率和准确性。
3. 阐述智能仪器的自诊断功能如何提高仪器的可靠性。
答案：智能仪器的自诊断功能通过内置的软件算法实时监测仪器的工作状态，一旦发现异常能够及时报警并采取措施，从而避免因仪器故障导致的测量误差，提高仪器的可靠性和安全性。
智能仪器练习题整理版
智能仪器练习题练习一一、简答题1.简述智能仪器仪表型式试验和电磁兼容试验主要内容。
答：型式试验和电磁兼容性试验主要包括：外观检查、绝缘性能、电压波动、低温、高温、湿热、振动、浪涌、脉冲群、静电放电、射频电磁场、电源端骚扰、传导、电磁辐射等。
2.简述智能仪器仪表常用的总线接口和通讯接口方式。
答：分为并行接口方式和串行接口方式。
并行接口：PCI接口和ISA；串行接口：OneWire、I2C、SPI、RS232、RS485、现场总线（CAN总线、LonWorks总线）、USB总线、IEEE-488总线、以太网、Camerlink等。
二、智能仪器仪表设计题为铁路现场SS8型电力机车设计随车状态诊断记录仪。
诊断记录仪需要采集机车的一些状态参数，包括：一路交流0~25KV电压信号、一路交流0~1000A 电流信号、一路直流110V开关信号，一路压力传感器输出信号（0－600kPa），一路温度传感器输出信号（4－20mA），以及一个OC门开路输出的光电开关输出。
便携式诊断记录仪采用机车110V直流供电，要求采集精度不低于1％。
要求该设备能够连续采集记录50小时以上的机车状态参数，还可以将数据转储到PC机上，利用PC机上的专家系统进行更精确的分析诊断。
1.设计该智能仪器的总体结构，包括供电系统设计，微处理器的选择，系统复位电路设计等，并简单描述工作原理（10分）答：该仪器选用51或96单片机作为微处理器，选用MAX691进行复位与内存数据保护，选用110V/5V电源模块进行系统供电，单片机外接A/D变换器进行模拟信息采集，利用单片机自带的I/O口进行数字量的采集。
2.为上述每种信号设计前向采集通道电路（20分）答：（答案不唯一）(1) 0～25KV的电压：LEM模块，串行1带8路的A/D接口（控制信号和电源隔离），或多路切换后进模拟量隔离放大器。
(2) 0～1000A的电流：分流器或 LEM模块，同a。
(3) 0～600Kpa的压力：两线制的半导体式压力传感器，同a。
智能仪器考试答案
简答题1-1.什么是智能仪器智能仪器的主要特点是什么答：内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器成为智能仪器..特点：1智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关开实施对仪器的控制从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连.. 2微处理器的运用极大的提高了仪器的性能.. 3智能仪器运用微处理器的控制功能;可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自动诊断等功能;有力的改善了仪器的自动化测量水平.. 4智能仪器具有友好的人机对话能力.. 5智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口;是智能仪器具有可程控操作的能力1-9.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..答：1.确定设计任务：首先根据仪器最终要实现的设计目标;编写设计任务说明书;明确仪器应具备的功能和应达到的技术指标..2.拟制总体设计方案：设计者应首先一句设计的要求和一些约束条件;提出几种可能的方案..3.确定仪器工作总框图：当仪器总体方案和选用的微处理器的种类确定后;就应采用自上而下的方法;把仪器划分成若干个便于实现的功能模块;并分别绘制出相应的硬件和软件工作框图..4.硬件电路和软件的设计与调试：一旦仪器工作总框图确定后;硬件电路和软件的设计工作就可以齐头并进..5.整机联调：硬件、软件分别装配调试合格后;就要对硬件、软件进行联合调试..1-10为什么目前智能仪器主机电路大多数采用单片机选择单片机时应主要.考虑哪些因素答：单片机性能增强、体现在指令指令执行速度有很大提升；单片机集成了大容量片上flash 存储器;并实现了ISP和IAP;单片机在低电压、低功耗、低价位、LPC方面有很大进步；单片机采用了数字模拟混合集成技术;将A/D、D/A、锁相环以及USB、CAN总线接口等都集成到单片机中;大大地减少片外附加器件的数目;进一步提高了系统可靠性能..单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问DMA能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具备等多方面进行综合考虑2-1. A/D转换器与D/A转换器分别有哪些主要技术指标分辨率和转换精度这两个技术指标有什么区别和联系..答：A/D转换器技术指标：1.分辨率与量化误差；2.转换精度；3.转换速度；4.满刻度范围.. D/A转换器技术指标：1.分辨；2.转换精度；3.转换时间；4尖峰误差..分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标;转换精度反映了一个实际A/D转换器与一个理想A/D转换器在量化值上的差值;用绝对误差或相对误差来表示..2-2.逐次比较式、并联比较式和积分式A/D转换器各有什么特点答：逐次比较式A/D转换器转换时间与转换精度比较适中;适用与一般场合..积分式A/D转换器的核心部件是积分器;速度较慢;但抗干扰性能力强;适用于在数字电压表类仪器中采用.. 并行比较式A/D转换器;转换速率可以达到很高;但抗干扰能力差;由于工艺限制;其分辨率一般不高于8位..适用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器2-9数据采集系统主要由哪几部分组成;每部分主要功能是什么答：数据采集系统把多路开关、模拟放大器、采样/保持器、A/D转换器、控制逻辑以及微处理器系统的接口电路等都集成在一块芯片中;构成数据采集集成电路3-1. 独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有特点分别适合于什么场合答：独立式键盘：一键一线;即每一按键单独占用一根检测线与主机相连..优点是键盘结构简单;各测试线相互独立;按键识别容易..缺点是占用较多的检测经;不便于组成大型键盘..矩阵式键盘：把检测线分别分成两组;一组为行线;另一组为列线;按键放大行线和列线的交叉点上..当需要的按键数大于 8 时;一般采用矩阵式键盘..交互式键盘：任意两检测线之间均可以放置一个按键..其所占用的检测线比矩阵式还要少;但是这种键盘所使用的检测线必须具有位控功能的双向 I/O 端口线..3-4. 分析法设计键值分析程序有什么优点简述其设计步骤..答：键盘分析程序的任务是对键盘的操作做出识别并调用相应的功能程序模块完成预订的任务..直接分析法的优点是简明直观;缺点是命令和识别和处理程序的执行交错在一起;相互牵制..层次不清楚;当采用多用键;复用次数较多时;这一矛盾尤其突出;用状态分析法可以克服这些缺点..状态分析法步骤：1.用状态图准确表述按键操作序列的定义； 2.状态表；3.固化状态表；4.键盘分析程序的设计3-6 试比较七段LED显示器静态与动态多位数字显示系统的特点..答：静态显示：每位显示都应有各自的锁存器、译码器若采用软件译码;译码器可省去与驱动器锁存器;用以锁存各自待显示数字的BCD码或段码..每一次显示输出后保持显示不变;仅在待显示数字需要改变时;才更新其数字显示器中锁存的内容..其优点是占用机时少;显示稳定可靠..缺点是当显示的位数较多时;占用的 I/O 口较多..动态显示：微处理器或控制器应定时地对各个显示器进行扫描;显示器件分时轮流工作;每次只以使用一个器件显示;但由于人的视觉暂留现象;仍感觉所有的器件都在同时显示..优点是使用硬件少;占用 I/O 口少..缺点是占用机时长;只要不执行显示程序;就立刻停止显示4-1. 试述在GP—IB接口系统中控者、讲者和听者三类装置之间的相互关系..它们各自的功能是什么答：讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置；听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置；控者是数据传输过程中的组织者和控制者..在一个GP-IB系统中可设置多个讲者;但在某一时刻只能有一个讲者在起作用;听者可以设置多个;并且允许多个听者同时工作..控者通常由计算机担任;GP-IB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用..4-2.GP-IB接口系统的基本特性有哪些答： 1.可以用一条总线相互连接;若干台装置;以组成一个自动测试系统；2.数据传输采用并行比特位;串行字节位组双向异步传输方式;其最大传输速率不超过1兆字节每秒；3.总线上传输的消息采用负逻辑；4.地址容量；5.一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场4-4 GP-IB接口总线共有哪几条信号线它们各自的作用是什么答：总线是一条24芯电缆;其中16条为信号线;其余为地线及屏蔽线..16条信号线分为：1.8条双向数据总线DIO1~DIO8;其作用是传递仪器消息和大部分接口消息;包括数据、命令和地址；2.3条数据挂钩联络线DA V、 NRFD和NDAC;其作用是控制数据总线的时序;以保证数据总线能正确、有节奏的传递信息；3.5条接口管理控制线ATN、IFC、REN、EOI和SRQ 其作用是控制GP-IB总线接口的状态4-6. GP-IB标准规定应有哪几种功能一台智能仪器是否必须同时具备这些功能答：GP-IB的十种接口功能：控者功能C、讲者功能T、听者功能L、源挂钩功能SH、受者挂钩功能AH、服务请求功能SR、并行点名功能PP、远控本控功能R/L、装置触发功能DT 和装置清楚功能DC..5-1.什么是算法什么是测量算法测量算法应包括哪些主要内容答：算法即计算方法;是为了使计算机获得某种特定的计算结果而制定的一套详细的计算方法和步骤;一般表现为数学公式或操作流程..测量算法则是指直接与测量技术有关的算法..测量算法包括自检、自动检测、克服系统误差的校正和克服随机误差的滤波处理5-4. 为什么要进行量程转换智能仪器怎样实现量程转换答：自动量程转换可以使仪器在很短的时间内自动选定在最合理的量程下;从而使仪器获得高精度的测量;并简化了操作..自动量程转换由最大量程开始;逐级比较;直至选出最合适的量程为止..量程的设定由 CPU 通过特定的输出端口送了量程控制代码实现;这些代码就是控制量程转换开关的控制信号;送出不同的控制代码就可以决定开关的不同组态;使电压表处于某一量程上5-6 采用数字滤波算法克服随机误差具有哪些优点答：采用数字滤波算法克服随机误差的优点：1数字滤波只是一个计算过程;无需硬件;因此可靠性高;并且不存在阻抗匹配、特性波动、非一致性等问题..模拟滤波器在频率很低时较难实现的问题;不会出现在数字滤波器的实现过程中..2只要适当改变数字滤波程序有关参数;就能方便的改变滤波特性;因此数字滤波使用时方便灵活..5-7什么是仪器的系统误差智能仪器如何克服仪器的系统误差答：系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时;误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时按某种确定的规律而变化的误差..修正方法：1.利用误差模型修正系统误差；2.利用校正数据表修正系统误差；3.通过曲线拟合来修正系统误差..5-8.简述智能仪器利用误差模型修正系统误差的方法和利用曲线拟合修正系统误差的方法..答：利用误差模型：首先通过分析来建立系统的误差模型;再由误差模型求出误差修正公式..误差修正公式一般含有若干误差因子;修正时;先通过校正技术把这些误差因子求出来;然后利用修正公式来修正测量结果;从而削弱了系统误差的影响..采用曲线拟合对测量结果进行修正的方法是;首先定出fx的具体形式;然后再通过对实测值进行选定函数的数值计算;求出精确的测量结果..5-9. 与硬件滤波器相比;数字滤波器具有哪些优点答：数字滤波具有硬件滤波器的功效;却不需要硬件开销;从而降低了成本;由于软件的灵活性;还能产生硬件滤波器达不到的功效..不足之处就是需要占用机时..5-10. 常用数字滤波方法有哪些说明各种滤波算法的特点和使用场合..答：常用的数字滤波方法有：中值滤波、平均滤波程序、低通数字滤波..中值滤波对去掉脉冲性质的干扰比较有效;并且采样次数N越大;滤波效果愈强;对于变化较为剧烈的参数;不宜采用；平均滤波对滤除混杂在被测信号上的随机干扰非常有效；低通数字滤波对滤除变化非常缓慢的被测信号中的干扰是很有效的..5-11 平均滤波算法、中值滤波算法和去极值平均滤波算法的基本思想是什么答：平均值滤算法：对被测参数连续采样 N 次;取其平均值.. 中值滤波算法：对被测参数连续采样 NN 一般是奇数;然后将这些采样值进行排序并选中间值..去极值平均滤波算法：对被测测数连续采样 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10-1个人仪器系统的发展分哪几个阶段每个阶段各有什么特点答：分三个阶段..内插件式个人仪器及系统..优点是结构简单、使用方便;成本低..缺点是难以满足重载仪器对电流和散热的要求；机内干扰较严重；各仪器卡之间不能直接通信;模拟信号也无法经总线传递模块式个人仪器及系统..特点是独立的机箱和独立的电源系统;使仪器避开了微型计算机的噪声环境；设计了专门的仪器总线PC—IB;组成仪器系统很方便；更换系统中与微型计算机配合的接口卡;可适应多种个人计算机；系统中的仪器模块和接口电路也使用了微处理器;因而HO6000系统是一种功能强大的多CPU的分布系统..VXI总线仪器系统..特点是为模块电子仪器提供了一个开放结构;从而使所有仪器厂家提供的各种仪器可以在同一主机箱内运行..A/D转换实验OUTBIT EQU 0E101H ; 位控制口CLK164 EQU 0E102H ; 段控制口 DAT164 EQU 0E102H ; 段控制口 IN EQU 0E103H ; 键盘读入口LEDBUF EQU 40H ; 显示缓冲ORG 0000HMOV SP;#60HMOV DPTR;#0E100H ;8155初始化MOV A;#03HMOVX @DPTR;AMOV 40H;#00H ;显示缓冲器初始化MOV 41H;#08HMOV 42H;#00HMOV 43H;#09HMOV 44H;#00HMOV 45H;#00HLOOP1: MOV R7;#40VI: LCALL DISPLAYDJNZ R7;VIMOV A;#00HMOV DPTR;#0A000H ;0809AD的通道开始转换吗MOVX @DPTR;AMOV R7;#0FHLOOP2: DJNZ R7;LOOP2MOVX A;@DPTRMOV R0;#45H ;拆字LCALL PTDSSJMP LOOP1PTDS: MOV R1;ALCALL PTDS1MOV A;R1SWAP APTDS1: ANL A;#0FHMOV @R0;ADEC R0RETDELAY:MOV R7; #0 ; 延时子程序DELAYLOOP:DJNZ R7; DELAYLOOPDJNZ R6; DELAYLOOPRETDISPLAY:SETB 0D3HMOV R0; #LEDBUFMOV R1; #6 ; 共6个八段管MOV R2; #00100000B ;从左显示LOOP:MOV DPTR; #OUTBITMOV A; #00HMOVX @DPTR; A ; 关所有八段管MOV A; @R0MOV DPTR;#LEDMAPMOVC A;@A+DPTRMOV B; #8 ; 送164DLP:RLC AMOV R3; AMOV ACC.0; CANL A;#0FDHMOV DPTR; #DAT164MOVX @DPTR; AMOV DPTR; #CLK164ORL A;#02HMOVX @DPTR; AANL A;#0FDHMOVX @DPTR; AMOV A; R3DJNZ B; DLPMOV DPTR; #OUTBITMOV A; R2MOVX @DPTR; A ; 显示一位八段管MOV R6; #1CALL DELAYMOV A; R2 ; 显示下一位RR AMOV R2; AINC R0DJNZ R1; LOOPMOV DPTR; #OUTBITMOV A; #0MOVX @DPTR; ACLR 0D3H ; 关所有八段管RETLEDMAP: ; 八段管显示码DB 3FH; 06H; 5BH; 4FH; 66H; 6DH; 7DH; 07H DB 7FH; 6FH; 77H; 7CH; 39H; 5EH; 79H; 71H END画图题简答题1-1.什么是智能仪器智能仪器的主要特点是什么答：内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器成为智能仪器..特点：1智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关开实施对仪器的控制从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连.. 2微处理器的运用极大的提高了仪器的性能.. 3智能仪器运用微处理器的控制功能;可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自动诊断等功能;有力的改善了仪器的自动化测量水平.. 4智能仪器具有友好的人机对话能力.. 5智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口;是智能仪器具有可程控操作的能力1-9.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..答：1.确定设计任务：首先根据仪器最终要实现的设计目标;编写设计任务说明书;明确仪器应具备的功能和应达到的技术指标..2.拟制总体设计方案：设计者应首先一句设计的要求和一些约束条件;提出几种可能的方案..3.确定仪器工作总框图：当仪器总体方案和选用的微处理器的种类确定后;就应采用自上而下的方法;把仪器划分成若干个便于实现的功能模块;并分别绘制出相应的硬件和软件工作框图..4.硬件电路和软件的设计与调试：一旦仪器工作总框图确定后;硬件电路和软件的设计工作就可以齐头并进..5.整机联调：硬件、软件分别装配调试合格后;就要对硬件、软件进行联合调试..1-10为什么目前智能仪器主机电路大多数采用单片机选择单片机时应主要.考虑哪些因素答：单片机性能增强、体现在指令指令执行速度有很大提升；单片机集成了大容量片上flash 存储器;并实现了ISP和IAP;单片机在低电压、低功耗、低价位、LPC方面有很大进步；单片机采用了数字模拟混合集成技术;将A/D、D/A、锁相环以及USB、CAN总线接口等都集成到单片机中;大大地减少片外附加器件的数目;进一步提高了系统可靠性能..单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问DMA能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具备等多方面进行综合考虑2-1. A/D转换器与D/A转换器分别有哪些主要技术指标分辨率和转换精度这两个技术指标有什么区别和联系..答：A/D转换器技术指标：1.分辨率与量化误差；2.转换精度；3.转换速度；4.满刻度范围.. D/A转换器技术指标：1.分辨；2.转换精度；3.转换时间；4尖峰误差..分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标;转换精度反映了一个实际A/D转换器与一个理想A/D转换器在量化值上的差值;用绝对误差或相对误差来表示..2-2.逐次比较式、并联比较式和积分式A/D转换器各有什么特点答：逐次比较式A/D转换器转换时间与转换精度比较适中;适用与一般场合..积分式A/D转换器的核心部件是积分器;速度较慢;但抗干扰性能力强;适用于在数字电压表类仪器中采用.. 并行比较式A/D转换器;转换速率可以达到很高;但抗干扰能力差;由于工艺限制;其分辨率一般不高于8位..适用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器2-9数据采集系统主要由哪几部分组成;每部分主要功能是什么答：数据采集系统把多路开关、模拟放大器、采样/保持器、A/D转换器、控制逻辑以及微处理器系统的接口电路等都集成在一块芯片中;构成数据采集集成电路3-1. 独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有特点分别适合于什么场合答：独立式键盘：一键一线;即每一按键单独占用一根检测线与主机相连..优点是键盘结构简单;各测试线相互独立;按键识别容易..缺点是占用较多的检测经;不便于组成大型键盘..矩阵式键盘：把检测线分别分成两组;一组为行线;另一组为列线;按键放大行线和列线的交叉点上..当需要的按键数大于 8 时;一般采用矩阵式键盘..交互式键盘：任意两检测线之间均可以放置一个按键..其所占用的检测线比矩阵式还要少;但是这种键盘所使用的检测线必须具有位控功能的双向 I/O 端口线..3-4. 分析法设计键值分析程序有什么优点简述其设计步骤..答：键盘分析程序的任务是对键盘的操作做出识别并调用相应的功能程序模块完成预订的任务..直接分析法的优点是简明直观;缺点是命令和识别和处理程序的执行交错在一起;相互牵制..层次不清楚;当采用多用键;复用次数较多时;这一矛盾尤其突出;用状态分析法可以克服这些缺点..状态分析法步骤：1.用状态图准确表述按键操作序列的定义； 2.状态表；3.固化状态表；4.键盘分析程序的设计3-6 试比较七段LED显示器静态与动态多位数字显示系统的特点..答：静态显示：每位显示都应有各自的锁存器、译码器若采用软件译码;译码器可省去与驱动器锁存器;用以锁存各自待显示数字的BCD码或段码..每一次显示输出后保持显示不变;仅在待显示数字需要改变时;才更新其数字显示器中锁存的内容..其优点是占用机时少;显示稳定可靠..缺点是当显示的位数较多时;占用的 I/O 口较多..动态显示：微处理器或控制器应定时地对各个显示器进行扫描;显示器件分时轮流工作;每次只以使用一个器件显示;但由于人的视觉暂留现象;仍感觉所有的器件都在同时显示..优点是使用硬件少;占用 I/O 口少..缺点是占用机时长;只要不执行显示程序;就立刻停止显示4-1. 试述在GP—IB接口系统中控者、讲者和听者三类装置之间的相互关系..它们各自的功能是什么答：讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置；听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置；控者是数据传输过程中的组织者和控制者..在一个GP-IB系统中可设置多个讲者;但在某一时刻只能有一个讲者在起作用;听者可以设置多个;并且允许多个听者同时工作..控者通常由计算机担任;GP-IB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用..4-2.GP-IB接口系统的基本特性有哪些答： 1.可以用一条总线相互连接;若干台装置;以组成一个自动测试系统；2.数据传输采用并行比特位;串行字节位组双向异步传输方式;其最大传输速率不超过1兆字节每秒；3.总线上传输的消息采用负逻辑；4.地址容量；5.一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场4-4 GP-IB接口总线共有哪几条信号线它们各自的作用是什么答：总线是一条24芯电缆;其中16条为信号线;其余为地线及屏蔽线..16条信号线分为：1.8条双向数据总线DIO1~DIO8;其作用是传递仪器消息和大部分接口消息;包括数据、命令和地址；2.3条数据挂钩联络线DA V、 NRFD和NDAC;其作用是控制数据总线的时序;以保证数据总线能正确、有节奏的传递信息；3.5条接口管理控制线ATN、IFC、REN、EOI和SRQ 其作用是控制GP-IB总线接口的状态4-6. GP-IB标准规定应有哪几种功能一台智能仪器是否必须同时具备这些功能答：GP-IB的十种接口功能：控者功能C、讲者功能T、听者功能L、源挂钩功能SH、受者挂钩功能AH、服务请求功能SR、并行点名功能PP、远控本控功能R/L、装置触发功能DT 和装置清楚功能DC..5-1.什么是算法什么是测量算法测量算法应包括哪些主要内容答：算法即计算方法;是为了使计算机获得某种特定的计算结果而制定的一套详细的计算方法和步骤;一般表现为数学公式或操作流程..测量算法则是指直接与测量技术有关的算法..测量算法包括自检、自动检测、克服系统误差的校正和克服随机误差的滤波处理5-4. 为什么要进行量程转换智能仪器怎样实现量程转换答：自动量程转换可以使仪器在很短的时间内自动选定在最合理的量程下;从而使仪器获得高精度的测量;并简化了操作..自动量程转换由最大量程开始;逐级比较;直至选出最合适的量程为止..量程的设定由 CPU 通过特定的输出端口送了量程控制代码实现;这些代码就是控制量程转换开关的控制信号;送出不同的控制代码就可以决定开关的不同组态;使电压表处于某一量程上5-6 采用数字滤波算法克服随机误差具有哪些优点答：采用数字滤波算法克服随机误差的优点：1数字滤波只是一个计算过程;无需硬件;因此可靠性高;并且不存在阻抗匹配、特性波动、非一致性等问题..模拟滤波器在频率很低时较难实现的问题;不会出现在数字滤波器的实现过程中..2只要适当改变数字滤波程序有关参数;就能方便的改变滤波特性;因此数字滤波使用时方便灵活..5-7什么是仪器的系统误差智能仪器如何克服仪器的系统误差答：系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时;误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时按某种确定的规律而变化的误差..修正方法：1.利用误差模型修正系统误差；2.利用校正数据表修正系统误差；3.通过曲线拟合来修正系统误差..5-8.简述智能仪器利用误差模型修正系统误差的方法和利用曲线拟合修正系统误差的方法..答：利用误差模型：首先通过分析来建立系统的误差模型;再由误差模型求出误差修正公式..误差修正公式一般含有若干误差因子;修正时;先通过校正技术把这些误差因子求出来;然后利用修正公式来修正测量结果;从而削弱了系统误差的影响..采用曲线拟合对测量结果进行修正的方法是;首先定出fx的具体形式;然后再通过对实测值进行选定函数的数值计算;求出精确的测量结果..5-9. 与硬件滤波器相比;数字滤波器具有哪些优点答：数字滤波具有硬件滤波器的功效;却不需要硬件开销;从而降低了成本;由于软件的灵活性;还能产生硬件滤波器达不到的功效..不足之处就是需要占用机时..5-10. 常用数字滤波方法有哪些说明各种滤波算法的特点和使用场合..答：常用的数字滤波方法有：中值滤波、平均滤波程序、低通数字滤波..中值滤波对去掉脉冲性质的干扰比较有效;并且采样次数N越大;滤波效果愈强;对于变化较为剧烈的参数;不宜采用；平均滤波对滤除混杂在被测信号上的随机干扰非常有效；低通数字滤波对滤除变化非常缓慢的被测信号中的干扰是很有效的..5-11 平均滤波算法、中值滤波算法和去极值平均滤波算法的基本思想是什么答：平均值滤算法：对被测参数连续采样 N 次;取其平均值.. 中值滤波算法：对被测参数连续采样 NN 一般是奇数;然后将这些采样值进行排序并选中间值..去极值平均滤波算法：对被测测数连续采样 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10-1个人仪器系统的发展分哪几个阶段每个阶段各有什么特点答：分三个阶段..内插件式个人仪器及系统..优点是结构简单、使用方便;成本低..缺点是难以满足重载仪器对电流和散热的要求；机内干扰较严重；各仪器卡之间不能直接通信;模拟。
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。