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智能仪器设计基础 练习题 2011/11/20孙四通 第一章 绪论 什么是仪器？ 什么是仪器仪表？ 什么是精密仪器？ 什么是智能仪器，为什么称之为智能 近年来智能仪器开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展，体现在哪些方面？（体现为：模糊判断，故障诊断，容错技术，传感器融合，机件寿命预测试，使智能仪器的功能向 更高层次发展。） 分别举出在认识世界、改造世界、国民经济、社会保障、国防安全方面应用的仪器的3个以上例子。 仪器技术在：认识世界/改造世界/国民经济/社会保障/国防安全等方面具有不可替代的重要作用。 仪器的重要作用： 仪器是认识世界的基本工具； “仪器仪表工业是信息工业，是信息的源头”； “科学总是从测量始的”、“没有测量就没有科学”。 仪器技术在：认识世界/改造世界/国民经济/社会保障/国防安全方面等方面具有不可替代的重要作用。 什么是DSP （Digital signal processor数字仪号处理器）芯片 ASIC（Application Specific IC，专用集成电路）芯片 智能仪器的特点有： 测量过程的软件控制； 数据处理 多功能化 智能仪器的数据处理功能主要表现在：改善测量的精确度及对测量结果的再加工两个方面。 简述：什么是微机内置式智能仪器，什么是微机扩展式智能仪器各有何特点。 画出智能仪器的结构简图 画出智能仪器的基本结构框图？ 画出微机内置式智能仪器的基本结构框图？ 什么是虚拟仪器 什么是自动测试系统 什么是GP-IB 、VXI、PXI、LXI、USB、IEEE1394 目前应用于测试领域的并行通讯接口总线主要有GPIB、VXI、PXI、LXI等。串行通讯接口有RS-232C，RS-422/485,USB等。随着工业仪表技术和计算机技术的发展，基于现场总线技术核工业以太网技术的通讯协议也应用到了智能仪器测试系统中来。  智能仪器设计 一个项目，从问题的提出到交付使用，一般还要经过：可行性研究，任务书制定，总体方案设计，软硬件方案设计，系统软硬件调试，功能测试，性能试验，项目验收，文档归档等环节。 项目可行性分析，是从技术、经济、时间等角度，针对项目所要达到的功能指标、性能指标、产品化程度指标等的可能性评估。即能否实现。 智能仪器的设计原则有哪几条? 概括地讲，智能仪器的设计原则是: 功能function、 性能performance、 人性化human、 经济Economic 等指标达到预期目的。 智能仪器的设计思想是？1）采用从宏观到微观，闭环反馈式的的设计方法。 2）科学配置软硬件 软件一般设计要求： 1）程序结构化，简单、易读、易懂、易调试 2）运行速度快 3）占有存储空间少 什么是监控程序？包括哪几部分？ 什么是干扰？什么是噪声？ 什么是串模干扰？什么是共模干扰？ 干扰对软件有何影响？ 常用的接地方法有哪几种？ 什么是数字地、模拟地？布线时如何考虑？ 干扰对测控系统造成的后果 （1） 数据采集误差加大 （2） 控制状态失灵 （3） 数据受干扰发生变化 （4） 程序运行失常 程序运行失常的软件对策。 1）设置软件陷阱 2）看门狗技术 什么是软件陷阱？ 简述看门狗技术工作原理？  第三章 智能仪器的输入通道及接口技术 什么是程控放大器。 程控放大器的组成 程控放大器与一般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。 如图程控同相放大器，是推导其放大倍数。 AVi A Vi V0 R R 21R k0 20R 2nR k1 kn Cn C1 C0 R1R R1 R2 R3 R4 R5 R6 RG V0 Vi1 Vi2  其中：R1=R2，R3=R4，R5=R6 如图量程切换电路中，R1和R4的作用是什么？电阻R的作用是什么？R一般取多大值？二极管的作用是什么。 UiA Ui A R61K R3100K R2100K R19.9M F E K3 U0 +VD R P1.1 P1.2 P1.0 R R K1 K2 B D C R4100K R59K K1 K K3 驱 动 电 路 量程自动转换一般要求是什么？ 自动量程转换的测量速度是根据被测量的大小自动选择合适量程并完成一次测量的速度 一般地说在发生超量程时，只需经过一次最高量程的测量，即可找到正确的量程；在降量程（读数小于正在测量的量程的降量程阈值）时，只需将读数直接同较小量程的降量程阈值比较，就可找到正确的量程，而无须逐个量程进行测量。 简述量程自动转换确定性和安全性的含义 为什么说具备自动量程转换的仪器过载是不可避免的，最大过载可达仪器的最高量程和最低量程满度之比 如图串行A/D转换器工作时序及其与8031单