《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(jiǎn)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(shì)？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(gè)層次構(gòu)成…………1’智能儀器的工作原理：傳感器獲取被測(cè)量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開(kāi)關(guān)；由單片機(jī)逐路選通模擬開(kāi)關(guān)將各輸入通道的

2、信號(hào)逐一送入程控增益放大器，放大后的信號(hào)經(jīng)a／d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)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??；同時(shí)單片機(jī)把運(yùn)算結(jié)果與存儲(chǔ)于片內(nèi)flashrom（閃速存儲(chǔ)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(hào)（如報(bào)警裝置觸發(fā)、繼電器觸點(diǎn)等）。此外，智能儀器還可以與pc機(jī)組成分布式

3、測(cè)控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為下位機(jī)采集各種測(cè)量信號(hào)與數(shù)據(jù)，通過(guò)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(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、數(shù)字信號(hào)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(shí)現(xiàn)微型化，多功能化，人工智能化，隨著專(zhuān)用集成電路、個(gè)人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會(huì)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(lái)會(huì)廣泛地使用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。…………1’系統(tǒng)的屏蔽和接地設(shè)計(jì)應(yīng)注意

4、如下幾個(gè)方面:(1)一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的使用原則。(2)屏蔽層與公共端的連接當(dāng)一個(gè)接地的放大器與一個(gè)不接地的信號(hào)源連接時(shí)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(hào)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(hào)地應(yīng)與交流地、功率地分開(kāi)。(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(shí)現(xiàn)頻率信號(hào)的同精度測(cè)量？分析測(cè)量誤差。答：使用單片機(jī)的兩

5、個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器0工作在方式1（16位定時(shí)器方式），定時(shí)器1為被測(cè)信號(hào)輸入端，工作在方式1（16位計(jì)數(shù)器方式）。fxD發(fā)發(fā)發(fā)單片機(jī)先清除兩個(gè)計(jì)數(shù)器，再發(fā)出START信號(hào)表示定時(shí)計(jì)數(shù)開(kāi)始，在fx的上升沿到來(lái)之前D觸發(fā)器仍關(guān)閉兩計(jì)數(shù)門(mén)，由fx上升沿開(kāi)啟兩計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，即定時(shí)開(kāi)始與被測(cè)信號(hào)同步。單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)一到就改變START信號(hào)，觸發(fā)器要等f(wàn)x的又一個(gè)上升沿到來(lái)時(shí)才跳變而關(guān)閉計(jì)數(shù)器，即定時(shí)結(jié)束與被測(cè)信號(hào)同步。…………5’測(cè)頻過(guò)程原理如下圖所

6、示，設(shè)被測(cè)信號(hào)和定時(shí)器0的計(jì)數(shù)周期分別為“T”和“t”，測(cè)頻開(kāi)始，被測(cè)信號(hào)第一個(gè)上升沿①到來(lái)時(shí)，同時(shí)打開(kāi)定時(shí)器0和定時(shí)器1，開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)器0計(jì)滿65536個(gè)周期后，被測(cè)信號(hào)的下一個(gè)上升沿②到來(lái)時(shí)，同時(shí)關(guān)閉定時(shí)器0和定時(shí)器1，此時(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)器1所計(jì)信號(hào)周期數(shù)為N，定時(shí)器0的TH0，TL0中所計(jì)數(shù)為n1，則定時(shí)器0所定時(shí)間為nt＝(65536n1)t，又因?yàn)镹T＝nt，從而，得出被測(cè)信號(hào)的周期T＝ntN，進(jìn)一步可求得被測(cè)信號(hào)的頻率f＝1T