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智能仪器复习参考题及答案 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 （ 多 ）点接地，低频电路应选择（ 单 ）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（ 矩阵 ） 式键盘，若系统需要4个按键，应采用（ 独立式 ）键盘结构。大于8个时采用矩阵式键盘 3. 智能仪器的显示器件常用（ LED ）数码管或液晶显示器，其中（ LED 数码管 ）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、（ 放大器 ）、滤波 器、（ 采样保持器 ）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( 干扰源 )、（ 传输或耦合的通道 ）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：（ 传导 ）耦合、公共阻 抗耦合、静电耦合和（ 电磁 ）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 （ +5 +15 ）V, 逻辑“1”为（ -5 -15 ）V。 8. 智能仪器的随机误差越小，表明测量的（精确 ）度越高；系统误差越 小，表明测量的（ 准确 ）度越高。 9. 智能仪器的故障自检方式主要有（ 开机 ）自检、（ 周期性 ）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（ 较慢 ），抗干扰能力 （ 强 ）。 11. 智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种：即利用（误差模型 ）、 （ 校正数据表 ）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、 （隔离变压器 ）、（ 低通滤波器 ）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（算数平均 ）滤波 法，当系统要求测量速度较高时，可采用（递推平均 ）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（ 个人 ）仪器和（虚拟 ）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、（显示器和键盘 ）、（ 模 拟量I/O通道 ）、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（同步 ） 信息，降低了对时钟精度的要求，但传输效率（较低 ）。17. 智能仪器是指将（计算机 ）技术和（测量控制 ）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（尖峰脉冲 ）干扰和各种（噪声 ）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（传感器 ）上，另一种是自动改变电路的（放大器的增益 ）达到量程切换的目的。 20. 智能仪器的软件通常由（监控 ）程序、（接口管理 ）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（量程 ）转换、自动（零点 ）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、（数据位 ）位、( 奇偶校验 ) 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、（ 系统 ）误差和（ 粗大 ）误差。 24. 不同设备之间进行的数字量信息交换或传输，称为（ 数据接口 ）。 每秒钟串行发送或接受的二进制位数目，称为（波特率 ）。 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 ）。 A 在宽频率范围获得高精度B 提高测量速度C 便于程序设计D 减小标准频率误差 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（ A ）同步。 A 被测信号fx与时基信号f0 B 被测信号fx与闸门开启和关闭C 两个闸门的控制信号D 时基信号f0与闸门开启和关闭 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。（A ） A 软件译码动态扫描显示B 硬件译码动态扫描显示C 硬件译码静态显示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 )。 A 0.625V B 19.5mV C 50mV D 5mV6. MC14433（11位）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 )。 A 2V B 0.57V C 1mV D 0.5mV 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。 A 软件 B 硬件C 软、硬件相结合D 斩波稳零技术 8. 采样保持器在模拟通道中的作用是（ B ）。 A 提高系统采样速率B 保证在A/D转换期间A/D输入信号不变C 保持系统数据稳定D 使A/D输入信号能跟上模拟信号的变化 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 ） A 在A/D转换期间输入模拟量基本不变B 对A/D转换精度要求较高时C 在A/D转换期间输入模拟量变化剧烈D 对A/D转换速度要求较高时 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 B 0.12V C 0.6V D 0.5V 11. 某智能温度测量仪的测温范围是-1001500，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) B MC14433(三位半)C ADC0809(8位)D ADC1140(16位) 12. 智能仪器的自检是为了实现（ C ）功能。 A 排除仪器故障B 减小零点漂移C 故障的检测与诊断D 减小仪器的测量误差 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B 采用数字滤波器C 采用模拟滤波器D 提高系统的抗干扰能力 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B 粗大误差C 随即误差D 量化误差 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（A ）。 A 系统误差消除数字滤波标度变换B 数字滤波系统误差消除标度变换C 标度变换系统误差消除数字滤波D 数字滤波标度变换系统误差消除 16. 多通道智能温度巡检仪的信号流程顺序为（A ）。 A 放大器A/D转换器采样保持器D/A转换器计算机B 多路开关放大器采样保持器D/A转换器计算机C 多路开关放大器采样保持器A/D转换器计算机D 放大器多路开关采样保持器A/D转换器D/A转换器 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 ）。 A 算术平均滤波法B 加权平均滤波法C 限幅滤波法D 中值滤波法 18. 在廉价、低精度DMM(数字万用表)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 )。 A 测量任意波形的交流电压时，显示的都是有效值。B 只有测量正弦交流电压时，显示的才是有效值。C 测量任意波形的交流电压时，显示的都是平均值。D 只有测量正弦交流电压时，显示的才是平均值。 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 ） A 对两台仪器进行电磁屏蔽B 两台仪器均良好的接大地C 传输线使用同轴电缆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？ 3. 与硬件滤波器相比，采用数字滤波有哪些主要优点？ 4. 智能仪器的硬件主要包括那几部分？ 5. 智能仪器的软件通常由哪些程序模块组成？ 6. 在智能仪器设计中，通常可采用哪些方法减小系统误差？24-26 7. 什么是虚拟仪器？虚拟仪器通常由哪几部分组成？187 8. 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？ 为什么？ 9. 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？ 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。 （ 错 随机误差 ） 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。（对 ） 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。（对81 ） 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。（对 17-18 ） 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。（对163 ） 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。（对 ） 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。（对 ） 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。（错 ） 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。（ 对 ） 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。 （ 错41 ） 11. 智能仪器的开机自检是为了减小仪器的测量误差。（对 ） 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。（错 ） 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。（错164 ） 14. 中值滤波可以有效地减小脉冲干扰造成的误差。（对31 ） 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。（错 ） 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。（ 对44、46 ） 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。（错 ） 五、综合题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0100kg，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050mV，要求每秒钟检测3次。1) A/D转换器至少要选择多少位的？10 2) 选择适当型号的A/D转换器芯