智能仪器期末知识点整理6页

1、第一章问:什么是智能仪器？其主要特点是什么？答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。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功能4.具有良好的人机对话功能5.具有可程控操作能力第二章问:单片机控制ADC的常用方法有哪些？答:1.程序查询方式首先微处理器向转换器发出信号，然后读入转换信号，查询转换是否结束，若结束则读取数据，否则继续查询，知道转换结束2.延时等待方式首先由微处理器想A/D转换器发出启动信号之后，根据AD转换器的转换时间延时，一般延时时间大于转换时间，演示结束，读入数据。3.中断方式微处理器启动转化器年后去处理其他事情，A/D转换结束后主动向CPU发出中断请求信号，

2、CPU响应中断后再读取转换结果问:模拟量输入通道有几种基本结构？说明特点和使用场合答:两种，单通道结构和多通道结构。单通道:常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。传感器输出的信号进入信号调理电路进行滤波、放大等处理后，通过采样/保持器送入A/D转换器，转换为数字信号进入CPU。单通道数据采集系统:结构简单，成本低，只能采集一路信号。多通道结构多通道结构分为并行结构和共享结构。多通道并行结构：各通道可同时进行转，常用于模拟洗脑频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统多通道共享结构各路模拟输入信号不需要同时获取时，可选用此结构。这种形式的通道速度慢，单硬件开销少，适合对转换速度要求不高的系统。问

3、:在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素有哪些？答:通道数量；开关断开时流过模拟开关的电流；导通电阻，开关闭合时的电阻；指开关接通或断开时的速度第三章1问:D/A转换器的主要技术指标答:1.转换精度:指在整个工作区间实际的输出电压与理想输出电压之间偏差。通常用分辨率和转换误差描述。(分辨率)当输入数字发生单位数码变化时所对应的输出模拟量的变化量(转换误差)实际输出的模拟量与理想值之间的最大误差，一般是增益误差、漂移误差、非线性误差 2。转换速度:一般由建立时间决定。2 问:开关量输出通道的驱动电路有哪些？答:小功率驱动接口电路，中功率，固态继电器第四章1 问:试说明非编码键盘扫描的

4、原理答:步骤如下:1判断键盘有无键闭合2消除键抖动影响3若有键闭合，则确定闭合建的键值，闭合键的键号=行号*8+列号4为了确保键每闭合一次，CPU仅做一次处理，在程序中需要等待闭合键释放以后再转去执行相应的键处理程序2 问:LED显示方式有哪些？各有什么特点？答:有静态显示和动态显示。静态显示指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定导通或截止，是显示字符的字段持续发光。在静态显示方式中，每段数码管都应有各自的驱动器件。为了便于程序控制，在选择LED驱动器件时，往往选择带有锁存功能的器件。优点是:亮度高，控制程序简单，显示稳定可靠；缺点是:功耗大，当显示的位数较多时，占用的I/O端口比较多

5、。动态显示当显示位数较多时，采用动态显示。优点:占用的I/O端口比较少，随着高亮度的LED数码管的出现，动态显示同样可以的达到很好的效果显示。第五章5.3说明冒泡排序法和希尔排序法的基本思想答：冒泡：N个数据，第一次比较N-1次；第二次比较N-2次；类推。希尔（缩小增量排序法）：（1）取一个正数d1(d1<n，n为数据个数)（2）把全部记录数据分成d1个组，所有相距为d1的数据看做是一组(3)在每组中将一个待排序数据按其大小插到这组已经排序的序列中的适当位置，直到这组数据全部插入完毕。（4）取d2，（d2<d1）重复（1）（3）过程。直到di=1(i>=1)为止。5.5常用的

6、数字滤波方法有哪些？各种滤波算法有什么特点？用于何种场合？答：1.限幅滤波 场合：电流有尖峰干扰或误检测时，变送器不稳定而产生严重失真时，主要应用于变化比较缓慢的参数。限幅滤波的基本方法是把两次相邻的采样值相减，求出其增量（绝对值）然后与两次采样允许的最大差值（得儿塔y）进行比较。若小于或等于得儿塔y，则取本次采样值；若大于德儿塔y，则仍取上次采样值作为本次采样值，即|Y(k)-Y(k-1)|<=得儿塔y，则Y(k)=Y(k),取本次采样值|Y(k)-Y(k-1)|>得儿塔y,则Y(k)=Y(k-1)，取上次采样值2.中值滤波 场合：去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳定引起的脉

7、动干扰，用于缓慢变化的过程变量，不适宜用于快速变化的过程参数（如流量）是对某一参数连续采样N次（N为奇数），然后把N次采样值按顺序排列，再取中间值作为样本值。3.算数平均值滤波 场合：适用于对压力、流量等周期脉动的采样值进行平滑加工，对脉冲性干扰的平滑作用不理想，不宜用于脉冲性干扰严重的场合。连续取N个采样值进行算数平均运算4递推平均值滤波 场合：对周期性干扰有良好的抑制作用，不适用于脉冲性干扰严重的场合，适于高频振荡系统。 特点：平滑度高，灵敏度低。把N个测量数据看成一个队列，队列的长度固定为N，每进行一次新的测量，把测量结果作为队尾的yn,扔掉队首的y1,这样队列中始终有N个“最新”的数据

8、。5.加权递推平均值滤波 场合:有较大纯滞后时间常数的对象和采样周期较短的系统。将各次采样值取不同的比例系数后相加6.一阶惯性滤波（低通数字滤波）:对周期性干扰有良好的抑制作用，适用于波动频繁的参数滤波。7.高通数字滤波:从输入信号中去掉或丢弃慢变的信号，留下快速变化的信号5.11某温度测量系统的测温范围0150摄氏度，经ADC0809转换后对应的数字量为00HFFH，试写出标度变换公式。Ax=(Am-A0)(Nx-N0)/(Nm-N0)+A0 Am=150,A0=0 Ax=(150-0)Nx/255+0第六章1 问:为什么仪器要进行量程转换？智能仪器如何实现量程转换？答:在工程实践中，被测信

9、号往往具有较宽的变化范围。由于智能仪器中A/D转换器的输入电压通常为010V或-5+5V,若用上述传感器的输出电压范围直接作为A/D转换器的输入电压，往往不能充分利用A/D转换器的有效位，这样就必然影响测量精度。因此量程自动转换即根据输入信号的大小，在很短的时间内自动选定最合理的量程是智能仪器的一个重要功能。许多常用智能仪器如数字示波器，智能电桥，数字多用表等都设有自动量程转换功能。智能仪器在进行测量时先选择合适的量程，然后在合适的量程下进行测量。智能仪器的量程选择可以通过两条途径实现:一是选用程控放大器，二是选用不同量程的传感器。2 问:自检方式有哪几种？常见的自检内容有那些？答:自检方式:

10、1开机自检:当仪器接通电源或复位后，仪器进行一次自检，在以后的测控过程中不再进行，开机自检的项目一般有面板显示装置自检、RAM、ROM自检、输入/输出通道自检、总线自检、以及键盘自检。2周期性自检:如果只是在开机时进行一次性自检，而且自检项目中又不能包括仪器的所有关键部件，那么就难以保证在运行过程中仪表的可靠性。因此，大多数智能仪器在运行过程中，要不断地、周期性的插入自检操作。这种自检完全是自动进行的，并且是在测量工作的间歇期间完成的，不干扰正常测控任务。除非检查到故障，否则周期性自检不为操作人员所发觉。3键控自检:对不能正常运行操作中进行的自检项目或当用户对仪器的可信度发出怀疑时，可通过仪器

11、面板上设置的”自检按键“，由操作者控制，启动自检程序。这种自检模式简单方便，可以在测控过程中寻找一个适当的时机进行自检，又不干扰正常测控工作的进行。自检内容 :1、RAM自检(1)在程序投入运行之前，无论内容如何，都被视为是空白区,RAM区内无任何可用信息，检查其能否正确写入和读出数据。(2)在程序投放之后，作为数据区的RAM已存放有一定的信息，检查程序不应该破坏原有的内容。对已存放有一定信息的RAM自检时，先将其读出信息暂存在某寄存器，再将该内容重写如原单元后，再次读出。也可采用“异或”的办法进行检查，即先从被检查的RAM单元中读出信息，求反后再与原单元内容进行一次异或运算，其结果

12、全为1则表明该单元工作正常。2、ROM自检:采用检验和法3、键盘与显示器的自检。诊断程序进行一系列预定的I/O，操作者对这些I/O操作的结果进行验证，如果一切与预定的结果一致，则正常。4、输入通道的自检。采用参数判断法(1)变送器部分自(2)ADC部分的自检5、输出通道的自检。采用间接参数判断法6、总线的自检。目的是检测经过缓冲器的外部总线传递的信息是否正确。总线自检时，CPU先对相应的锁存器执行一条输出命令，使地址总线和数据总线上的信息保存到锁存器中，再对锁存器进行读操作，让地址总线和数据总线上的信息重新读入CPU中，与原来的输出信息进行比较。第八章1.串行通信 并行通信以及特点答：并行总线

13、指多个数据位同时传输或接收，可分为不同位数的并行总线，当距离较近而且要求传输速率较高时通常采用并行总线传输方式。串行总线中数据逐位传输，发送或接收数据最多只需两根线，分别用于发送和接收。当采用不同的工作方式时，还可将发送和接收二线和一，具有经济实用的特点，当设备距离较远时通常采用串行总线传输方式。在相同条件下，串行传输比并行传输速度慢。2.RS-232C总线特点，逻辑电平的定义，使用时应注意什么答：总线特点在通信线路的一端，调制解调器将一系列用“1”“0”表示高、低电平的数字信号转换为相应的能与电话网相容的模拟频率信号；在另一端，另一个调制解调器将模拟频率信号变回一系列用“1”“0”表示高、低电平的数字信号。逻辑电平RS-232C采用不平衡传输方式，负逻辑电平。在发送数据时，发送端驱动器输出+5+15伏，表示逻辑“0”，输出15到5伏表示逻辑“1”。在接受数据时，接收端接收+3到+15伏，表示逻辑“0”，接收15到3伏表示逻辑“1”。 RS-232C的噪声容限是2伏，巩膜抑制能力较