《智能儀器技術(shù)及應(yīng)用》b卷答案

1、《智能儀器技術(shù)及應(yīng)用》B卷答案一、簡答題（每題4分，共20分）1、敘述智能儀器的基本組成、工作原理及發(fā)展趨勢？答：智能儀器由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入輸出通道、人機(jī)接口電路、通信接口電路。軟件分為監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。如圖為典型智能儀表結(jié)構(gòu)，由三個層次構(gòu)成…………1’智能儀器的工作原理：傳感器獲取被測量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)；由單片機(jī)逐路選通模擬開關(guān)將各輸入通道的

2、信號逐一送入程控增益放大器，放大后的信號經(jīng)a／d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號后送入單片機(jī)中；單片機(jī)根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理（如非線性校正等）；運(yùn)算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和打印；同時單片機(jī)把運(yùn)算結(jié)果與存儲于片內(nèi)flashrom（閃速存儲器）或e2prom（電可擦除存貯器）內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算比較后，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果和控制要求，輸出相應(yīng)的控制信號（如報警裝置觸發(fā)、繼電器觸點等）。此外，智能儀器還可以與pc機(jī)組成分布式

3、測控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為下位機(jī)采集各種測量信號與數(shù)據(jù)，通過串行通信將信息傳輸給上位機(jī)——pc機(jī)，由pc機(jī)進(jìn)行全局管理?！?’智能儀器是計算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、數(shù)字信號處理、人工智能等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表技術(shù)的結(jié)合，逐步實現(xiàn)微型化，多功能化，人工智能化，隨著專用集成電路、個人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會得到更加廣泛的應(yīng)用?？梢灶A(yù)料，各種功能的智能儀器在不遠(yuǎn)的將來會廣泛地使用在社會的各個領(lǐng)域?！?’系統(tǒng)的屏蔽和接地設(shè)計應(yīng)注意

4、如下幾個方面:(1)一點接地和多點接地的使用原則。(2)屏蔽層與公共端的連接當(dāng)一個接地的放大器與一個不接地的信號源連接時連接電纜的屏蔽層應(yīng)接到放大器公共端反之應(yīng)接到信號源公共端。高增益放大器的屏蔽層應(yīng)接到放大器的公共端。(3)信號地應(yīng)與交流地、功率地分開。(4)屏蔽地(或機(jī)殼地)接法隨屏蔽目的不同而異?！?二、論述題（每題10分，共20分）1、如何利用單片機(jī)及相應(yīng)的外圍電路實現(xiàn)頻率信號的同精度測量？分析測量誤差。答：使用單片機(jī)的兩

5、個定時器，定時器0工作在方式1（16位定時器方式），定時器1為被測信號輸入端，工作在方式1（16位計數(shù)器方式）。fxD發(fā)發(fā)發(fā)單片機(jī)先清除兩個計數(shù)器，再發(fā)出START信號表示定時計數(shù)開始，在fx的上升沿到來之前D觸發(fā)器仍關(guān)閉兩計數(shù)門，由fx上升沿開啟兩計數(shù)器計數(shù)，即定時開始與被測信號同步。單片機(jī)內(nèi)部定時一到就改變START信號，觸發(fā)器要等fx的又一個上升沿到來時才跳變而關(guān)閉計數(shù)器，即定時結(jié)束與被測信號同步?！?’測頻過程原理如下圖所

6、示，設(shè)被測信號和定時器0的計數(shù)周期分別為“T”和“t”，測頻開始，被測信號第一個上升沿①到來時，同時打開定時器0和定時器1，開始計數(shù)，當(dāng)定時器0計滿65536個周期后，被測信號的下一個上升沿②到來時，同時關(guān)閉定時器0和定時器1，此時，設(shè)計數(shù)器1所計信號周期數(shù)為N，定時器0的TH0，TL0中所計數(shù)為n1，則定時器0所定時間為nt＝(65536n1)t，又因為NT＝nt，從而，得出被測信號的周期T＝ntN，進(jìn)一步可求得被測信號的頻率f＝1T