2023年智能仪器考试答案.docx

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1、简答题1”.什么是智能仪器？智能仪器的重要特点是什么？答：内含微型计算机并带行GP-IB等通信接口的电子仪器成为智能仪器。特点：（1）智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关开实行对仪器的控制从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再互相限制和牵连。（2）微解决器的运用极大的提高了仪器的性能。（3）智能仪器运用微解决器的控制功能，可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自动诊断等功能，有力的改善了仪器的自动化测量水平。（4）智能仪器具有和谐的人机对话能力。（5）智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口，是智能仪翳具有可程控操作的能力1-

2、9.研制智能仪器大体需要经历哪些阶段？试对各阶段的工作内容做简要的叙述。答：【拟定设IHl：方面根据仪器最终要实现的设计目的，编设计任务说明书，明确仪器应具有的功能和应达成的技术指标02拟制总体设计方案：设计者应方面句设计的规定和一些约束条件，提出几种也许的方案。3拟定仪器工作总框图：当仪器总体方案和选用的微解决器的种类拟定后，就应采用自上而下的方法，把仪器划提成若干个便千实现的功能模块，并分别绘制出相应的硬件和软件工作框图。4.硬件电路和软件的设计与调试：一旦仪器工作总框图拟定后，硬件电路和软件的设计工作就可以齐头并进。5整机联调：硬件、软件分别装配调试合格后，就要对硬件、软件进行联合调试。

3、1-10为什么目前智能仪器主机电路大多数采用单片机？选择单片机时应重要.考虑哪因素？答：单片机性能增强、彳椒,在指令指令执行速度有很大提高；单片机集成了大容量片上flash存储器，并实现了TSP和TAP,单片机在低电压、低功耗、低价位、LPC方面有很大进步；单片机采用了数字模拟混合集成技术，将ND、DIA、锁相环以及USB、CAN总线接口等都集成到单片机中，大大地减少片外附加器件的数目，进一步提高了系统可靠性能。单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问（DMA）能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具有等多方面进行综合考

4、虑2-1.AID转换器与DlA转换器分别有哪些重要技术指标？分辨率和转换精度这两个技术指标有什么区别和联系。答：AlD转换器技术指标：I分辨率与量化误差；2转换精度；3转换速度；4满刻度范围。DIA转换器技术指标：1分辨；2转换精度；3转换时间：4尖峰误差。分辨率是衡量ND转换器分辨输入模拟量最小变化限度的技术指标，转换精度反映了个实际幻D转换器与一个抱负AID转换器在量化值上的差值，用绝对误差或相对误差来表达。2-2.逐次比较式、并联比较式和积分式AID转换器各有什么特点？答：逐次比较式AlD转换器转换时间与转换精度比较适中，合用与般场合。积分式ND转换器的核心部件是积分器，速度较慢，但抗干

5、扰性能力强，合用千在数字电友类仪器中采用。并行比较式ND转换器，转换速率可以达成很高，但抗卜扰能力差，Ill千工艺限制，其分辨率一般不高千8位。合用数字示波器等规定转换速度较快的仪器29数据采集系统重要由哪儿部分组成，每部分重要功能是什么？答：数据采集系统把多路开关、模拟放大器、采样/保持器、ND转换器、控制逻辑以及微解决器系统的接口电路等都集成在一块芯片中，构成数据采集集成电路3-1.独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有特点？分别适合干什么场合？答：独立式键盘：键线，即每按键单独占用根检测线与主机相连。优点是键盘结构简朴，各测试线互相独立，按键辨认容易。缺陷是占用较多的检测经，不便于组成大

6、型键盘。矩阵式键盘：把检测线分别提成两组，一组为行线，另一组为列线，按键放大行线和列线的交叉点上。当需要的按健数大千8时，一般采用矩阵式键盘。交互式键盘：任意两检测线之间均可以放置一个按键。其所占用的检测线比矩阵式还要少，但是这种键盘所使用的检测线必须具有位控功能的双向I/O端口线。3-4.分析法设计键值分析程序有什么优点？简述其设计环节。答：键盘分析程序的任务是对键盘的操作做出辨认并调用相应的功能程序模块完毕预订的任务。直接分析法的优点是简明直观，缺陷是命令和辨认和解决程序的执行交错在一起，互相牵制。层次不清楚，当采用多用键，复用次数较多时，这一矛盾特别突出，用状态分析法可以克服这些缺陷。状

7、态分析法环节：1用状态图准确表述按键操作序列的定义；2.状态表；3固化状态表；4键盘分析程序的i殳计3-6试比较七段LED显示器静态与动态多位数字显示系统的特点。答：静态显示：每位显示都应行各自的锁存器、译码器（若采用软件译码，译码器可省去）与驱动器锁存器，用以锁存各自待显示数字的BCD码或段码。每次显示输出后保持显示不变，仅在待显示数字需要改变时，才更新其数字显示器中锁存的内容。其优点是占用机时少，显示稳定可靠。缺陷是当显示的位数较多时，占用的1/0口较多。动态显示：微解决器或控制器应定期地对各个显示器进行扫描，显示器件分时轮流工作，每次只以使用一个器件显示，但由千人的视觉暂留现象，仍感觉所

8、有的器件都在同时显示。优点是使用硬件少，占用1/0口少缺陷是占用机时长，只要不执行显示程序，就匕刻停止显示4-1.试述在GP-IB接口系统中控者、讲者和听者三类装置之间的互相关系。它们各自的功能是什么？答：讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置；听者是通过总线接受由讲者发出消息的装置：控者是数据传输过程中的组织者和控制者。在个GP-IB系统中可设立多个讲者，但在某一时刻只能有一个讲者在起作用，听者可以设立多个，并且允许多个听者同时工作。控者通常由计算机担任，GP-IB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。4-2.GP-IB接口系统的基本特性有哪些？答：I可以用一条总线互相连接，若干台装置，

9、以组成一个自动测试系统；2教据传输采用并行比特（位），串行字节（位组）双向异步传输方式P其最大传输速率不超过1兆字节每秒;3总线上传输的消息采用负逻辑4地址容量；5.般合用干电气干扰轻微的实验室和生产现4-4GP-IB接口总线共有哪几条信号线？它们各自的作用是什么？答：总线是条24芯电缆，其中16条为信号线，其余为地线及屏蔽线。16条信号线分为：1.8条双向数据总线（DlOI-DIO8）,其作用是传递仪器消息和大部分接口消息，涉及数据、命令和地址；2.3条数据挂钩联络线（DAV.NRFD和NDAC）,其作用是控制数据总线的时序,以保证数据总线能对的、有节奏的传递信息；3.5条接口管理控制线（A

10、TN、IFC.REN、EOI和SRQ）其作用是控制GP-IB总线接口的状态4-6.GP-IB标准规定应有哪几种功能？一台智能仪器是否必须同时具有这些功能？答：GP-TB的十种接口功能：控者功能（C）、讲者功能（T）、听者功能（L）、源挂钩功能（SH）、受者挂钩功能（AH）、服务请求功能（SR）、并行点名功能（PP）远控本控功能（R/L）、装置触发功能（DT）和装置清楚功能（DC）C5-1.什么是算法？什么是测量算法？测量算法应涉及哪些重要内容？答：尊法即计算方法，是为了使计笃机获得某种特定的计算结果而制定的套具体的计算方法和环节，般表现为数学公式或操作流程。测量算法则是指直接与测量技术有关的算

11、法。测整算法涉及自检、自动检测、克服系统误差的校正和克服随机误差的滤波解决5-4.为什么要进行量程转换？智能仪器如何实现量程转换？答：自动量程转换可以使仪器在很短的时间内自动选定在最合理的量程下，从而使仪器获得高精度的测蛰，并简化了操作。自动谅程转换由最大谥程开始，逐级比较，直至选出最合适的量程为止。童程的设定由CPU通过特定的输出端口送了量程控制代码实现，这些代码就是控制量程转换开关的控制信号，送出不同的控制代码就可以决定开关的不同组态，使电压表处在某一量程上5-6采用数字滤波算法克服随机误差具有哪些优点？答：采用数字滤波绊法克服随机误差的优点：（1）数字滤波只是个计和过程，无需硬件，因此可

12、靠性高，并且不存在阻抗匹配、特性波动、非一致性等问题。模拟滤波器在频率很低时较难实现的问题，不会出现在数字滤波器的实现过程中。（2）只要适当改变数字滤波程序有关参数，就能方便的改变滤波特性，因此数字滤波使用时方便灵活。5-7什么是仪器的系统误差？智能仪器如何克服仪器的系统误差？答：系统误差是指在相同条件下多次测量同一世时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时按某种拟定的规律而变化的误差。修正方法：I运用误差模型修正系统误差；2运用校正数据表修正系统误差；3通过曲线拟合来修正系统误差。5-8.简述智能仪器运用误差模型修正系统误差的方法和运用曲线拟合修正系统误差的方法。答：运用炭差模型：一方面

13、通过度析来建立系统的误差模型，再由误差模型求出误差修正公式.误差修正公式一般具有若干误差因子，修正时，先通过校正技术把这些误差因子求出来，然后运用修正公式来修正测量结果，从而削弱了系统误差的影响。采用曲线拟合对测童结果进行修正的方法是，一方面定出f(x)的具体形式，然后再通过对实测值进行选定函数的数值计算，求出精确的测量结果。5-9.与三件滤波器相比，数字滤波器具有哪些优点答：数字滤波具有硬件滤波器的功效，却不需要硬件开销，从而减少了成本，由千软件的灵活性，还能产生硬件滤波器达不到的功效。局限性之处就是需要占用机时。5-10.常用数字滤波方法有哪些？说明各种滤波算法的特点和使用场合。答：常用的

14、数字滤波方法有：中值滤波、平均滤波程序、低通数字滤波。中值滤波对去掉脉冲性质的干扰比较有效，并且采样次数N越大，滤波效果愈强，对干变化较为剧烈的参数，不宜采用；平均滤波对滤除混杂在被测信号上的随机干扰非常有效；低通数字滤波对滤除变化非常缓慢的被测信号中的干扰是很有效的。5-11平均滤波算法、中值滤波算法和去极值平均滤波算法的基本思想是什么？答：平均值滤算法：对被测参数连续采样N次，取其平均值。中值滤波算法对被测I数连续采样N(N一般是奇数)，然后将这些采样值进行排序并选中间值。去极值平均滤波绊法：对被测测数连续采样N次，去掉个最大值，去掉个最小值，再求余下N-2个采样值的平均值10-1个人仪器

15、系统的发展分哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？答：分三个阶段。内插件式个人仪器及系统。优点是结构简朴、使用方便，成本低。缺陷是难以满足更载仪器对电流和散热的规定；机内干扰较严重；各仪器卡之间不能宜接通信，模拟信号也无法经总线传递模块式个人仪器及系统。特点是独立的机箱和独立的电源系统，使仪器避开了微型计算机的噪声环境；设计了专门的仪器总线PC1B,组成仪器系统很方便；更换系统中与微型计算机配合的接口卡，可适应多种个人计奠机；系统中的仪器模块和接口电路也使用了微解决器，因而H06000系统是种功能强大的多CPU的分布系统。VXI总线仪器系统。特点是为模块电子仪器提供了一个开放结构，从而使所有仪器厂家提供的各种仪器可以在同一主机箱内运营。AID转换实验OutbitEquoeioih；位控制口CLK164EQUOEIO2H;段控制口DAT164EQUOE102H;段控制口INEQUOE103H;键盘读入口1.EDBUFEQU40H;显示缓冲ORG0000HMOVSP,#60HMOVDPTFUO日OOH;8155初始化MOYA1#03HMOVXDPTRAMOV40HM)CH,显示缓冲器初始化MOV4IH,#08HMOV42H,#OoHMOV43H,#09HMOV44H#0CHMOV45H,H1.PI:MOVR7,#40VI:1.CALLDISPLAYDJNZR7,VlMOVA,ttOOH