智能仪器试题及答案

《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 ）。（）

、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:（

）

叮叮小文库

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f 数字滤波f 标度变换

B. 数字滤波f 系统误差消除f 标度变换

C. 标度变换f 系统误差消除f 数字滤波

D. 数字滤波f 标度变换f 系统误差消除

3. 设采集数据由信号加噪声构成，应根据 （）确定滤波算法？ A. 噪声统计规律

B •信号特征和噪声统计规律

C •信号特征

D.只能用多种滤波算法试验，由处理效果确定。 4. 采样保持器的作用是（） A. 提高系统的采样速率 B. 保持系统的数据稳定

C. 保证在A/D 转换期间ADC 前的模拟信号保持不变

D. 使A/D 转换器前信号能跟上模拟信号的变化 5. 采集数据中含有脉冲性干扰，信号为直流，则应选择

（）滤波算法。

V1T1 Vin

Vin

A. 算数平均法

B. 加权平均法

C. 限幅滤波法

D. 去极值平均法

6. 在开发USB系统的时候，首要的任务是利用（）实现设备的枚举过程，提供各种设备信息。

A. 中断传输

B. 控制传输

C. 同步传输

D•批量传输

7•若非编码矩阵键盘的列线外接下拉电阻，该矩阵的扫描码应是（）。

A. 行线输出高电平

B. 列线输出高电平

C. 行线输出低电平

D. 列线输出低电平

&在智能仪智中，A/D转换的抗干扰技术包括（）。

A•对差模干扰的抑制

B•对共模干扰的抑制

C. 采用软件方法提高A/D抗干扰能力

D. 以上三种都包括

9 •在进行数字电路的可测试性设计时，下面说法错误的是（）。

A. 设计上应避免“线或”逻辑

B. 所有不同相位和频率的时钟都应来自单一主时钟

C. 数字电路应设计成主要以异步逻辑电路为基础的电路

D. 电路应初始化到一明确的状态，以便确定测试的方法

10•下面（）调试方式在目标机不存在的情况下也可以进行代码的调试。

A. ROM仿真器

B. 在线仿真器

C. 片上调试

D. JTAG

三、填空（每空2分，共20分）

1•假设一12位的A/D转换器，其满量程电压为10V，则它的分辨率是____________ 。

2. 某仪器的非线性采用分段线性插值法进行校正，设段数为4,最少需要 _______ 对（X i

Y i ）已知实验数据。

3. 利用8片模拟多路开关CD4051设计64路的输入通道。已知CD4051的漏电流为20nA，开关导通电阻

300Q，设信号源内阻1000 Q。则多路开关漏电流和导通电阻产生的误差大小为。如果采用级连方式

连接，则需要多路开关______ 片。用级连方式连接电路产生的误差大小为_______ 。

4. 某智能温度测量仪采用8位ADC，测量范围为10〜100 C,仪器采样数据经滤波和非线性校正后的数字量

为0028H oA0=10 C, Am=100C, Nm=FFH=255 Nx=28H=40。则对应的实测温度是 _____ 5. 设在某数据采集系统中，对正弦信号U= （U msin ® t ）/2采样。采/保的孔径

时间t AP=20ns , A/D 转换

器的位数为12位，求采样精度达到1LSB的最高信号频率是__________ 。若S/H的捕捉

时间t AC=3 口s，稳定时间

t s=2 口s , A/D转换时间t CONV40 口s，输出时间t OU-=4 口s则通道的吞吐率是o

6•检测直流电压信号由于50Hz工频干扰使测量数据呈现周期性波动。设采样周期

Ts=1ms，采用算数平均滤波算法，

消除工频干扰。选择平均点数_______ o

7. _________ 某种仪器100台，工作1000h，假设有2台发生故障，则这种仪器的千小时的可靠率为 _____ o

四、简要回答下列问题 (25分)

1. 简述推动智能仪器发展的主要技术。

2. 简述智能仪器设计的基本原则。

3. 简述USB既插既用机制实现的原理。

4. 可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标。请写出智能仪器中常用的提高硬件和软件可靠性的方法。

5. 什么是可测试性？智能仪器设计中引入可测试性设计有什么优缺点？

五、设计题 (15分)

试设计一温度检测系统。要求系统能检测8路温度信号(假设温度传感器的

输出信号幅度0~25mV )，测试

的温度范围为0〜500 C,温度分辨率为0.5 C。测试的最终结果用LCD显示器或LED 显示器显示出来。对多通

道的测量信号要有自动巡回检测的功能和选择某一通道进行单一测量的功能。若采用自动巡回检测方式，要求每一

通道每秒钟检测100次。仪器要具有与其它仪器或微机进行通讯的能力。画出仪器的硬件框图，并说明每部分的参

数及其选择原则。

(1)根据设计要求，放大器的放大倍数至少应为多少？

(2)A/D转换器至少应选择多少位的？

(3)A/D转换器的速率至少为多少？