您的当前位置:首页正文

智能仪器

2021-03-09 来源:易榕旅网
1. 什么是智能仪器?主要特点

智能仪器是计算机技术与测试技术相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量仪器,由于对数据具有一定的智能作用,所以被称为智能仪器。 特点:测量过程的软件控制,强大的数据处理功能,多功能化。 2. 简述推动智能仪器发展的主要技术。

传感器技术,A/D等器件技术的提高、单片机、dsp的广泛应用,ASIC FPGA/CPID技术,LabView等图形软件技术,网络与通讯技术。 3.智能仪器有哪几种结构形式,简述 微机内嵌式和微机拓展式 a.

将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中,仪器包含一个或多个微机,属于嵌入式系统

b.

将检测功能拓展到微机中,由特定的硬件模块完成输入信号的采集,放大,以及输出信号的数模转换等功能,并利用微机的硬件和软件完成数据的分析和显示。

4.智能仪器的发展趋势

微型化,多功能化,人工智能,网络化,虚拟化。 5.模拟量输入通道划分几种形式。各自特点和应用场合。

单通道结构:被测信号只有一路。用于频率较高的模拟信号的A/D转换。 多通道结构:

多通道并行结构 各通道同步采样转换,速度快。成本高,pcb体积大,功耗高。 用于采集的模拟信号频率很高,且各路信号必须是同步采样的高转换速率系统。 多通道共享结构 用于对转换速率要求不高的系统。 6.智能仪器中常用的放大器类型和应用特点。 a.程控放大器,通过程序控制放大器的增益。

b.仪用放大器,放大电路输入阻抗与共模抑制比高,误差小,稳定好,长距离检测。

c.隔离放大器,保护设备和人身安全,提高共模抑制比,测量精确,在噪声下传送信号。

7.A/D转换器中抗混叠滤波器的作用和应用场合。

过滤高频信号,采用抗混叠滤波器仅能通过0.5fs以下的低频信号。 应用,电能信号,声音振动信号等动态信号的采集。 8.A/d转换器中 采样保持器的作用和场合。

作用,在ad转换器转换时间内保持被转换的模拟信号不变。 场合,适用于高频模拟信号的采集。 9.ad转换器划分的类型和应用特点。

1.并联比较型ad转换器,速度快,分辨率低的场合。 2.逐次逼近型ad转换器,速度仅次于上者,抗干扰能力低。 3.双积分型ad转换器,间接转换式,抗干扰强,高精度,速率低。 4.E-△调制型ad转换器,匹配精度要求低,分辨率高,成本低。 10. E-△调制型ad转换器工作原理。

由抗混叠滤波器,模拟E-△调制型,数字低通滤波器等组成。模拟信号经过低通滤波器变成带限的模拟信号,E-△调制型以远高于奈奎斯特频率的采样频率,将信号变成低分频率数字信号,将采样频率低至奈奎斯特采样频率,获得高分辨率的数字信号。 11.ad转换的控制方式

程序查询方式,由微处理器向ad转换器发出启动信号。然后读入转换结束信号,查询转换是否结束,若结束则读取信号,否则继续直到结束。 特点,简单,可靠,占cpu

延时等待方式,由微处理器向ad转换器发出启动信号,根据ad转换器的时间延迟,延时结束,读取数据。

特点,简单,不占用查询端口,占cpu,效率低,适合任务少的情况。 中断方式,由微处理器向ad转换器发出启动后处理其他事情,ad转换结束后向cpu发出中断请求,cpu响应后读取结果。

特点,微处理器和ad转换并行工作,提高效率。 12.DA转换器类型划分和对应特点 权电阻网络da转换,结构简单,元件少

倒T型电阻网络da转换,精确度高,转换速度快 权电流型da转换,使用恒电流,提高转换精度。 13.阐述单片机和DAC0832构成正弦波发生器的思路

将DAC0832接成双极性输出形式,将一个360度周期的正弦波的幅值分为256个点,间隔为1.4度。查表得每个点对应的电压幅值,将数字量存入表格中,计算可取波形的1/4,然后循环送数,在U0输出端可获得连续的正弦波。 14.智能仪器开关量输出通道驱动执行机构时对应考虑的问题

执行机构通常需要较大的电压表控制,而cpu输出的开关一般为ttl电平,一般不能直接驱动,需要锁存器,经过隔离和驱动电路才能和执行机构相连。 15.智能仪器中常用按键和各自特点及应用 机械触点式按键,按键独立,适合游戏娱乐 导电橡胶式按键,轻触按键,用于手机,键盘等

薄膜开关按键,小巧轻便,美观密封,导电性好,性价比高,用于测量,医疗器械等 16.键盘接口技术软硬件应解决的问题 识键,确定是否按下

译键,在有按键按下时候,识别哪一个被按下并确定相应的键值 键值分析,根据键值找到相应程序的入口并执行 在键盘输入中还需要解决抖动单次键入等问题 17.为何要消除键盘抖动,总结方法

因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判为多次操作

硬件去抖,双稳态去抖,利用rs触发器的互锁功能。单稳态去抖,低通滤波电路消抖

软件去抖,延时去抖,在cpu首次检测按键按下时,延时10-20ms,等待按键稳定再确认。

18.描述 连击,串键问题分别论述问题的解决方法。 连击,在键释放前,被cpu检测响应多次。锁定法,延时法 串键,同时按下多个键。N键有效技术,n键锁定技术 19.总结非编码式矩阵键盘识别的方法和原理

扫描法,识键判断键盘上有无键闭合,消除抖动,软件延时,译键有按键闭合为确认,等待释放,防止连击。

线反转法,所有列线输出低电平,读取行线状态 所有行线输出低电平,读取各列状态 20.总结led动静态显示特性的区别。

静态显示特性:优点,亮度高,控制程序简单,显示稳定可靠,无需扫描,节省cpu 元件多,功耗大,占i/o多

动态显示特性,占i/o少,元件少,cpu多,编程复杂 21.lcd工作原理和类型划分

原理,液晶分子具有向列效应,当lcd正负面电极无外电压时,液晶材料有放光性,液晶屏幕无显示,在正负电极加电压,显示器有显示。 分类,段位式,字符点阵式,图形点阵式。 22.led与lcd显示器的电气特性区别。

电气特性,led的工作电压为1.2-2.6v,发光的工作电流为5-20mA。工作电压低,体积小,响应速度快,颜色丰富。

Lcd工作电压为1.5-5v,电流数为uA,由cmos直接启动,响应时间较长。 区别,led为某些特殊半导体材料制成,lcd为发光二极管。 Lcd是一种 液晶材料显示器,利用分子排列进行工作。 Led与lcd相比,led在亮度,功耗,可视度和刷新速度有优势

23.触摸屏的主要特点和分类。

电阻式触摸屏,密封性好,分辨率高,无漂移现象,材料硬度高,难于实现软触点技术,价格低

红外线触摸屏,用手指,笔遮挡光来触摸,在球面显示上不好用

电容式触摸屏,硬屏,触摸灵敏,支持多点触控,能用手或者触控笔,有漂移问题,分辨率低,价格高

表面声波触摸屏,是一块玻璃平板,针对较小尺寸设计,容易被破坏和干扰。 24,微型打印机的分类。

打印原理,针式微型,热敏微型,热转微型,微型字模 安装类型,嵌入式,台式,便携式。 数据传输,有线微型,无线微型 25.智能仪器数据处理的特点与优势

可用程序代替硬件电路完成多种运算,能自动修正误差,能进行逻辑判断,对参数进行复杂计算处理,精度高,抗干扰强 26.三种查表法

顺序查表法,按照顺序把表中元素的关键项逐一与给定值进行比较。查找速度慢,适用于数量不多的无序表。

对半查表法,每次截取表的一半进行比较查找,也称二分查表法。速度快,适用于有序表。

计算查表法,直接由关键项经过计算,即可直接找到所需要的数据。使用与有序表。 27.两种排序法

冒泡排序法,在有n个数据的数列中一次相邻比较相邻的一对数据,如不符合则交换两个数据的位置,最后实现数据从大到小的顺序排列。

希尔排序法,把整个数列分成若干小组,对同一组采取插入排序法,直到数据全部插入为止。

28.列举常用的修正系统的方法和对应特点

利用误差模型校正系统误差,建立系统误差的数学模型,从而确定校正系统的算法和表达式,进行校正。

利用离散数据建模型校正系统误差,难以建立系统的精确模型,通过测量得出一组反映被测量的离散数据。

利用标准数据校正系统误差,通过建立校正数据表的方法来修正系统误差,不仅可以提高精度,还可以提高运行速度。 29.传统仪器和智能仪器校准方法的差别

传统,通过对已知标准源直接测量,通过与更高精度的仪器比较

智能,自动对所得结果和已知标准进行比较,将测量的不确定性进行量比,验证仪器是否工作。

30.智能仪器自检方式有哪些 开机自检,周期性自检,键控自检

Ram,rom,键盘 显示器,输入通道,输出通道,总线 31.干扰与噪声的区别

干扰,来自信号的外部,可以用屏蔽或接地方法,加以减弱和消除的影响 噪声,把由于材料或器件内部的原因而产生的污染类的影响 32.白噪声的特点

频谱从零频一直延伸到hz,范围宽,各个频率分量强度相等 具有均匀连续频谱 33.形成抗干扰的三要素 干扰源,耦合通道,接收载体 34.主要抗干扰技术

隔离技术,滤波技术,屏蔽技术和双绞线传输,接地技术 35.智能仪器设计应考虑的4方面的设计要求

技术指标和功能要求,可靠性要求,便于操作和维护,仪器工艺结构和造型结构设计要求

36.确定智能仪器需要完成任务的思考6个方面

仪表的作用和功能,确定技术经济指标,仪表输入信号的类型,范围和处理方法,过程通道为何种结构形式,仪表的显示格式如何,仪表是否具有通信功能 37.智能仪器设计三原则

整体到局部,较高性价比,组合化开放式 38.智能仪器研制的3步骤

确定设计任务和拟定方案,硬件和软件研制,硬软件综合测试,整机性能测试评估 39.智能仪器系统面临的3个突出问题

产品更新太快,市场竞争日益激烈,满足用户不同层次和不断的变化 40.组合化设计的优点

现成的功能模块,简化设计缩短周期 结构灵活,便于扩充和更新,适应性强 维修方便,功能模块可以量产,稳定。

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容