《智能仪器》复习题
更新时间:2023-12-16 21:28:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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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
( )点接地,低频电路应选择( )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( )式键
盘,若系统需要4个按键,应采用( )键盘结构。
3. 智能仪器的显示器件常用( )数码管或液晶显示器,其中
( )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、( )、滤波器、
( )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( )、
( )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:( )耦合、公共阻抗耦
合、静电耦合和( )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
( ~ )V, 逻辑“1”为( ~ )V。
8. 智能仪器的随机误差越小,表明测量的( )度越高;系统误差越小,
表明测量的( )度越高。
9. 智能仪器的故障自检方式主要有( )自检、( )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( ),抗干扰能力
( )。
11. 智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种:即利用( )、
( )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、
( )、( )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( )滤波法,当系
统要求测量速度较高时,可采用( )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( )仪器和( )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、( )、( )、
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( )信
息,降低了对时钟精度的要求,但传输效率( )。
17. 智能仪器是指将( )技术和( )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( )干扰和各种( )
1
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( )上,另一种是自动改变电路的( )达到量程切换的目的。
20. 智能仪器的软件通常由( )程序、( )程序和实现各种算
法的功能模块等部分组成。
21. 智能仪器的主要特征之一是,几乎都含有自动( )转换、自动( )
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、( )位、
( )位和停止位等四部分组成。
23. 根据测量误差的性质和特性,一般可将其分为三类,即随即误差、( )
误差和( )误差。
24. 不同设备之间进行的数字量信息交换或传输,称为( )。每秒钟串
行发送或接受的二进制位数目,称为( )。
二、选择题
1、智能频率计采用多周期同步测量原理,是为了(A)在宽频率范围获得高精度 2、智能数字频率计中采用的多周期同步测量原理,其中“同步”的含意是指(C)同步。C 两个闸门的控制信号
3、某智能仪器准备采用LED数码管显示器,为尽可能节约单片机的I/O口资源,应采用下列显示方案中的哪一种方案。(D)D MCS-51串行口方式0扩展I/O口驱动显示器
4、在智能仪器中,模拟输入通道的抗干扰技术包括(D )。A 对差模干扰的抑制 B 对共模干扰的抑制C 采用软件方法提高抗干扰能力 D 以上三种方法都包括 5、ADC0809是8位的A/D转换器,当额定输入电压为5V时,其分辨率约为(B)19.5mV
6、MC14433是三位半双积分型A/D转换器,当额定输入电压为2V时,其分辨率为(C)。C 1mV
7、智能仪器的自动零点调整功能通常是由(C)的方法实现的。C 软、硬件相结合
8、采样保持器在模拟通道中的作用是(B)。B 保证在A/D转换期间A/D输入信号不变
9、在下列哪种情况下,智能仪器的模拟输入通道需要使用采样保持器?(C) C 在A/D转换期间输入模拟量变化剧烈
10、用某三位半数字电压表的200V量程测量某电压的读数为120.0V,已知该仪器的固有误差为±(0.5%读数+0.1%满度),由于固有误差产生的测量误差是±(A)。A 0.8V
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11、某智能温度测量仪的测温范围是-100~1500℃,当要求分辨率为0.1℃时,应选择下列哪一种A/D转换器芯片较为合理 (A)。A ICL7135(四位半) 12、智能仪器的自检是为了实现(C)功能。C 故障的检测与诊断
13、下述方法哪一种可以用于减小智能仪器的系统误差。(A)。A 利用误差模型修正误差
14、在智能温度测量仪中用软件进行非线性补偿,是为了减小(A)。A 系统误差 15、当智能仪器采集的数据中存在随即误差和系统误差时,正确的数据处理顺序是(B)。B 数字滤波→系统误差消除→标度变换
16、多通道智能温度巡检仪的信号流程顺序为(C)。C 多路开关→放大器→采样保持器→A/D转换器→计算机
17、在智能仪器数据采集中,被测信号为直流电压,若需有效抑制被测信号中含有的脉冲干扰对测量结果的影响,数字滤波应采用(D)。D 中值滤波法 18、在廉价、低精度DMM中,广泛使用线性平均值AC/DC转换器,用此类DMM测量交流电压时,下列说法那个是正确的(B)。B 只有测量正弦交流电压时,显示的才是有效值。
19、当两台智能仪器通过串行口实现数据共享时,发现传输线上出现尖峰脉冲干扰,采用下述哪种方法可以有效消弱此种干扰。(D)D 在信号通道使用光电耦合器
三、简答题
1. 智能仪器与传统仪器相比有何特点?
2. 在什么情况下数据传送需要用调制解调器?调制解调器的作用是什么? 3. 为什么在智能型电子计数器中,系统的时基信号是由外部电路产生的,而不
是直接由单片机内部定时器产生的?
4. 在使用电阻温度传感器单电桥测温电路中,为什么要对引线电阻进行补偿?
如何进行补偿?
5. 与硬件滤波器相比,采用数字滤波有哪些主要优点? 6. 智能仪器的硬件主要包括那几部分? 7. 智能仪器的软件通常由哪些程序模块组成?
8. 简述电子计数式频率计±1误差的产生原因,怎样减小±1误差的影响? 9. 设计数字多用表(DMM)的交流电压测量功能时,需要用到AC/DC转换器,
目前有哪两种主要转换方法?简述它们具有哪些技术特点? 10. 标度变换的目的是什么?有哪几种常用方法实现标度变换? 11. 在智能仪器设计中,通常可采用哪些方法减小系统误差? 12. 什么是虚拟仪器?虚拟仪器通常由哪几部分组成?
13. 一般情况下,由单片机构成的智能仪器的开机自检需要检测哪些内容? 14. 智能仪器采用数字滤波器后,就不需要硬件模拟滤波器了,这种说法对吗?
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为什么?
15. 逐次逼近式数字电压表与双积分式数字电压表相比较,各有哪些主要特点? 16. 被测信号为直流电压,干扰信号的频率是50Hz,应选择何种传输特性的滤波
电路?
四、判断题
1、数字滤波中的去极值平均滤波法,可以有效地减小智能仪器的系统误差。(F) 2、在自动零点校正、增益校正过程中,基准电压Vref的精度和稳定度影响零位误差、增益误差的校正结果。(T)
3、在智能温度测量仪中,针对热电阻传感器的特性采用软件进行非线性补偿,是为了减小系统误差。(T)
4、智能仪器的自动零点调整功能,是在软、硬件的密切配合下完成的。(T) 5、光电耦合器对数字量I/O通道中的尖峰干扰和各种噪声,具有良好的抗干扰效果。(T)
6、ADC0809是8通道8位逐次逼近型A/D转换器,当满量程电压为5V时,它的分辨率是19.5mV。(T)
7、在智能仪器的模拟量输入通道中,当A/D转换期间输入模拟量快速变化时,需要使用采样保持器。(T)
8、在智能温度测量仪中,无论使用热电阻传感器还是使用半导体集成传感器,都必须进行非线性补偿。(F)
9、智能仪器设置自动量程转换功能后,必须设计完善的输入保护措施,使其最小量程能够承载最大允许输入量而不损坏,直至量程自动调整为最大量程。(T) 10、智能仪器在数据通信中使用调制解调器,是为了获得更高的数据传输速率。(F)
11、智能仪器的开机自检是为了减小仪器的测量误差。(F)
12、智能温度测量仪中使用软件进行非线性校正,主要是为了校正传感器输出特性的非线性。(T)
13、与同轴电缆相比,双绞线具有更宽的频带,因此在微机实时系统的长线传输中,获得广泛应用。(F)
14、中值滤波可以有效地减小脉冲干扰造成的误差。(T) 15、智能仪器的自动零点调整功能是由纯软件的方法实现的。(F)
16、RS-232C标准串行接口总线采用的是TTL电平,因此它的传输距离比RS-485短。(F)
17、软件抗干扰技术具有成本低、灵活性高等特点,完全可以取代硬件抗干扰措施。(F)
五、综合题
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1. 在智能数字频率计中,多周期同步测量原理可实现全频段等精度测量,设计
一个用MCS-51单片机实现此功能的结构框图。要求: 1) 画出结构框图
2) 简述其实现全频段等精度测量的原理。
2. 设计某台智能电子称,称重范围为0~100kg,要求重量分辨率为0.1kg。设
电阻应变式重量传感器的输出信号电压为0~50mV,要求每秒钟检测3次。 1) A/D转换器至少要选择多少位的? 2) 选择适当型号的A/D转换器芯片。
3) 根据所选的A/D转换器芯片,确定模拟通道的总放大倍数Au。 3. 设计某台智能温度测量仪,设计要求:测温范围为-50~150℃;温度分辨率
为0.1℃;测量误差小于±1℃;测量速度为3次/秒,根据上述要求, 1) A/D转换器至少应选多少位的?选择适当型号的A/D转换器; 2) 为简化程序设计,应选择哪种类型的温度传感器?选择一种能满足设计
要求的温度传感器的具体型号。
4. 某智能测温仪的测量范围为-50~+150℃,当tmin??50℃时,对应的A/D转
换值为N=0,当tmax??150℃时,对应的A/D转换值为N=2000。 4) 若用软件实现标度变换,求标度变换的公式;
5) 若要求显示分辨率为0.1℃,则显示器需要几位数码管?
5. 去极值平均滤波兼有算术平均滤波和中值滤波的优点,简述去极值平均滤波
的算法,并画出程序流程图。
6. 试画出智能型温度测量仪的硬件组成框图。
7. 画出由单片机构成的智能仪器自动零点调整的原理示意图,并说明实现自动
零点调整的过程。
8. 用一台电子计数器测量Tx=0.02S的信号周期,当时标信号选择为1μS时(周
期倍乘Kf=1)。
1) 计算由于“±1误差”引起的相对误差; 2) 如何减小“±1误差”?
9. 用一台6位计数式频率计测量fx=500kHz的信号频率。
1) 当闸门时间为0.1S时,试计算由于“±1误差”引起的相对误差; 2) 如何减小“±1误差”。
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