智能仪器设计基础考试重点题目打印
1、智能仪器的发展趋势
（1）微型化（2）多功能化（3）人工智能化（4）网络化
2、智能仪器的分类、组成和特点
（1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。（2）智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
（3）智能仪器的特点○1操作自动化○2具有自测功能○3具有数据分析和处理功能○4具有友好的人机对话功能○5具有可程控操作能力
3、什么是智能仪器，其主要特点是什么？
智能仪器是计算机技术与测量技术相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器。由于它拥有对数据的储存、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。
特点：操作自动化、具有自测功能、具有数据分析和处理功能、具有友好的人机对话功能、具有可程控操作能力、除此之外，智能仪器还能通过自学学会处理更多、更复杂的程序。
4、智能仪器的作用数据采集、数据处理、数据传输。
5、常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？
类型（1）并联比较型A/D转换器（2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器（4）￡-△调制型A/D转换器
特点：○1转换速度快，随着转换位数的增加，所需的硬件个数多○2精度、速度、和价格均适中，抗干扰能力差○3精度高、抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○4具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化
6、模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。
（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。（2）多通道结构：○1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大○2多通道共享结构：适合对转换要求不高的系统。通道速度慢，元件开销少
7、在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？
答：（1）通道数量（2）泄漏电流（3）导通电阻（4）开关速度
8.传感器的性能指标
（1）线性范围，（2）精度，（3）灵敏度，（4）稳定性，（5）频率响应特性
9、隔离放大器种类
光电耦合隔离放大器、变压器耦合隔离放大器、电容耦合隔离放大器
10、A/D转换器的主要技术指标
（1）A/D转换器的转换精度（分辨率和量化误差、转换误差）（2）A/D转换器的转换速度（3）满量程输入范围
11、A/D转换器的控制方式根据A/D转换器与微处理器的连接方式及智能仪器要求的不同，常有程序查询方式、延时等待方式和中断方式。
12、设计一个智能仪器时如何选择A/D转换器？
模拟输入电压的量程、能测量的最小信号、非线性误差、每完成一次转换需要时间、对输入信号的要求、是否需要预处理。
13、D/A转换器有哪几类，其特点是什么？
权电阻网络D/A转换器：结构简单，所用电阻元件少，但各个电阻的阻值相差较大；倒T形电阻网络D/A转换器：电阻网络电阻取值只有R与2R两种，精度更容易保证，流过各2R电阻的电流直接流入运算放大器的输入端，提高转换效
率权电流型D/A转换器：输出电压正比于输入的数字量。采用恒流源，各支路权电流大小不受开关导通电阻和电压的影响，降低了对开关电路的要求，提高了转换精度。
14、D/A转换器的主要技术指标
（1）转换精度：【1】分辨率【2】转换误差：《1》增益误差《2》漂移误差《3》非线性误差（2）转换速度
15、为什么要消除键盘抖动？消除键盘抖动的方法？实现的原理是什么？
答：因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判多次操作。
方法一：硬件去抖动，利用RS触发器的互锁功能去抖动，可以得到理想的按键输出波形。
方法二:软件延时去抖动，通过CPU首次检测到按键按下或松开信息时，延时一段时间，从而躲过抖动期，等待按键稳定后，CPU再次检测，确定按键的状态。
16、试说明非编码键盘扫描的原理。
答：扫描法（1）判断键盘上有无键闭合（2）消除键抖动影响，软件延时10~20ms，去抖动（3）若有键闭合，则确定闭合键的键值（4）为了保证键每闭合一次，CPU仅做一次处理。
线反转法：（1）P1.7-P1.4作为输出线，P1.3-P1.0作为输入线，并使P1口输出0FH。（2）P1.7-P1.4作为输入线，P1.3-P1.0作为输出线
17、触摸屏的种类主要有哪些？各有什么特点？
答：（1）电阻式触摸屏，经济型好，供电要求简单，非常容易产业化而且适用的领域多种多样。（2）红外线触摸屏，价格便宜、安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸（3）电容式触摸屏，透光率和清晰度高，不但能保护导体和感应器，还能防止环境因素给触摸屏造成的影响。（4）表面声波触摸屏，对原显示器的清晰度影响小，经久耐用。
18、简述LED显示器动态显示方式的原理及优点？
答：LED驱动用8位的I/O端口驱动，LED共阳极或共阴极由相应的I/O端口控制，轮流选通，由于人的视觉暂留现象和发光二极管的余晖效应，人眼仍感觉所有的器件都在同时显示，获得稳定的视觉效果。优点是占用I/O端口少。19、简述红外线触摸屏的工作原理及特点。
答：它在显示器前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。特点是价格便宜、安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸。
20、简述电容式触摸屏的工作原理及特点。
答：当用户触摸屏幕时，由于人体电场、手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而其强弱与手指及电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置，透光率和清晰度高，不但能保护导体和感应器，还能防止环境因素给触摸屏造成的影响。
21、与常规的电路相比，智能仪器的数据处理具有哪些优点？
答：（1）可用程序代替硬件电路完成多种运算（2）能自动修正误差（3）能进行逻辑判断（4）能对被测参数进行较复杂的计算和处理（5）智能仪器不但精度高，而且稳定可靠，抗干扰能力强
22、与硬件滤波器相比，数字滤波器有哪些优点？
答：（1）因为用程序滤波，故无需增加硬件设备，且可多通道共享一个滤波器，从而降低了成本（2）由于不用硬件设备，各回路间不存在阻抗匹配等问题，
故可靠性高，稳定性好（3）可以对频率很低的信号进行滤波（4）可根据需要选择不同的滤波方法或改变滤波器的参数，使用方便、灵活。
23、常用的数字滤波方法有哪些？各种滤波有何特点？适用于何种场合？
程序判断滤波；限幅滤波；中值滤波；算术平均值滤波；去极值平均滤波；加权递推平均值滤波；一阶惯性滤波；低通数字滤波；高通数字滤波；
24、简述限幅滤波的工作原理、特点及使用场合。
原理是根据生产经验，确定出两次采样输入信号可能出现的最大偏差△Y。主要用于变化比较缓慢的参数，如温度、位置等测控系统。△Y越大系统误差越大，△Y越小，采样频率很小。
25、简述递推平均值滤波器的工作原理、特点及使用场合。
答：是把N个测量数据y1~yn看成一个队列，队列的长度固定为N；每进行一次新的测量把测量结果作为对尾的yN，而扔掉队首的y1,这样在多列中始终有N 个最新数据。对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，灵敏度低，适用于高频振荡系统。
26、简述代数差值法的基本方法。
答：设有n+1组离散点：（x0,y0）,（x1,y1）,…,（xn,yn）,x∈〔a,b〕和未知函数f（x）,并有f（x0）=y0,…,f（xn）=yn。设法找到一个高数g（x0），使g（x0）在xi（i=0,1,…,n）处与f（xi）相等。满足这个条件的高数g（x）就称为f（x）的差值函数，一般选择g（x）为n次多项式，并记为Pn（x），这种差值方法称为代数差值法。
27、实现智能仪器量程转换的方法有哪些？
答：有数字滤波器、智能电桥、数字多用表、程控放大器、选用不同量程的传感器。(改为：采用程控放大器，自动切换不同量程的传感器)
28、什么是自检？自检的方式有哪几种？常见的自检内容有哪些？
自检就是自动开始或人为触发开始执行事先编制好的检测程序的自我检验过程，能对系统出现的软硬件故障进行自动检测，并且给出相应指示。
常见的自检（1）开机自检（2）周期性自检（3）键控自检
内容（1）RAM的自检（2）ROM的自检（3）键盘与显示器的自检（4）输入通道的自检（5）输出通道的自检（6）总线的自检
29、电气干扰的耦合方式？
静电耦合，磁场耦合，公共阻抗耦合，直接耦合，辐射耦合、漏电耦合。
30、硬件抗干扰的主要技术有哪些？
答：隔离技术、滤波技术、屏蔽技术与双绞线传输，接地技术。
31、在硬件可靠性方面，部件及系统级的可靠性措施有哪些？
环境保护系统的简化和标准化，磁兼容设计、冗余技术、故障自动检测与诊断技术。
32、为提高仪器可靠性，可以采用的指令冗余措施有哪些？
答：NOP的使用、重要指令冗余。
33、为提供仪器可靠性采用软件陷阱时，一般在哪些区域设置陷阱？
答：（1）未使用的中断向量区（2）未使用的EPROM空间（3）运行程序区（4）中断服务程序区（5）RAM数据保护的条件陷阱
34、干扰、噪声的定义。
答：把影响智能仪器正常运行的所有因素统称为干扰，把由于材料或器件内部的原因而产生的污染类的影响称为噪声。
35、干扰进入仪器的渠道。
答：空间电磁场、传输通道、供电系统
36、智能仪器中的公共数字传输通道称为总线。
37、总线按连接范围划分：片内总线（局部总线）、内部总线（系统总线）、外部总线（通信总线）。
38、GPIB通用接口系统的基本特性有哪些？简述“讲者”、“听者”、“控者”的主要功能。
答：基本特性：a.可通过一条总线将多台仪器互联，组成自动测试系统，系统中可以连接的仪器不超过15台，互联总线的长度不超过20m；b.数据传输采用位并行、字节串行的双向异步传输方式，最大传输速率不超过1Mbps；c.总线上传输的消息采用负逻辑，即低电平为逻辑1，高电平为逻辑0；d.采用单字节地址时可有31个听地址，采用双字节时可有961个讲地址和961个听地址。
讲者功能：当由控者指定某仪器为讲者时，他才具有讲功能，接口发送给其它仪器。
控者功能：产生对系统的管理消息，发布各种通用命令，指定数据传输过程中的讲者和听者，进行串行和并行点名，接受其它仪器的服务请求和状态数据。听着功能：所有仪器都必须设置听功能。当仪器被指定为听者时具有听功能，此时从总线接收控者的程控命令和讲者的测量数据。
39、RS-232总线有什么特点？其逻辑电平是如何定义的？使用RS-232C总线应注意什么问题？
答：RS-232特点：采用不平衡传输方式，负逻辑电平。
逻辑电平的定义：在发送数据时，发送端驱动器输出+5v--+15v，表示逻辑0，输出-5v---3v，表示逻辑1.
注意问题：应保证电平的绝对值在3-15v之间。
40、简述RS-422C总线和RS-485总线的特点。
答：RS232是点对多的通信，不是总线式的。采用平衡分差传输技术，同一信号使用一对以地为参考的电平相反的两条平衡传输线传送，当其中一条为逻辑1时，另一条必为逻辑0。
RS485是1对多的通信，是总线式的。采用平衡差分传输方式，远距离传送时每台设备都应接终端电阻等。RS-485的一个发送器可以驱动32个接收器，总线上可连接多至32个接收器，并且可以采用二线与四线工作方式。
41、常用的标准总线：I^2 C总线、GPIB通用接口总线、RS-232C串行总线、RS-422/485串行总线、USB通用串行总线、CAN现场总线、蓝牙技术、Zig-Bee 技术、工业以太网、电力线载波通信
1、智能仪器的发展趋势
（1）微型化（2）多功能化（3）人工智能化（4）网络化
2、智能仪器的分类、组成和特点
（1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。（2）智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
（3）智能仪器的特点○1操作自动化○2具有自测功能○3具有数据分析和处理功能○4具有友好的人机对话功能○5具有可程控操作能力
3、什么是智能仪器，其主要特点是什么？
智能仪器是计算机技术与测量技术相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器。由于它拥有对数据的储存、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。
特点：操作自动化、具有自测功能、具有数据分析和处理功能、具有友好的人机对话功能、具有可程控操作能力、除此之外，智能仪器还能通过自学学会处理更多、更复杂的程序。
4、智能仪器的作用数据采集、数据处理、数据传输。
5、常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？
类型（1）并联比较型A/D转换器（2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器（4）￡-△调制型A/D转换器
特点：○1转换速度快，随着转换位数的增加，所需的硬件个数多○2精度、速度、和价格均适中，抗干扰能力差○3精度高、抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○4具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化
6、模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。
（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。（2）多通道结构：○1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大○2多通道共享结构：适合对转换要求不高的系统。通道速度慢，元件开销少
7、在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？
答：（1）通道数量（2）泄漏电流（3）导通电阻（4）开关速度
8.传感器的性能指标
（1）线性范围，（2）精度，（3）灵敏度，（4）稳定性，（5）频率响应特性
9、隔离放大器种类
光电耦合隔离放大器、变压器耦合隔离放大器、电容耦合隔离放大器
10、A/D转换器的主要技术指标
（1）A/D转换器的转换精度（分辨率和量化误差、转换误差）（2）A/D转换器的转换速度（3）满量程输入范围
11、A/D转换器的控制方式根据A/D转换器与微处理器的连接方式及智能仪器要求的不同，常有程序查询方式、延时等待方式和中断方式。
12、设计一个智能仪器时如何选择A/D转换器？
模拟输入电压的量程、能测量的最小信号、非线性误差、每完成一次转换需要时间、对输入信号的要求、是否需要预处理。
13、D/A转换器有哪几类，其特点是什么？
权电阻网络D/A转换器：结构简单，所用电阻元件少，但各个电阻的阻值相差较大；倒T形电阻网络D/A转换器：电阻网络电阻取值只有R与2R两种，精度更容易保证，流过各2R电阻的电流直接流入运算放大器的输入端，提高转换效
率权电流型D/A转换器：输出电压正比于输入的数字量。采用恒流源，各支路权电流大小不受开关导通电阻和电压的影响，降低了对开关电路的要求，提高了转换精度。
14、D/A转换器的主要技术指标
（1）转换精度：【1】分辨率【2】转换误差：《1》增益误差《2》漂移误差《3》非线性误差（2）转换速度
15、为什么要消除键盘抖动？消除键盘抖动的方法？实现的原理是什么？
答：因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判多次操作。
方法一：硬件去抖动，利用RS触发器的互锁功能去抖动，可以得到理想的按键输出波形。
方法二:软件延时去抖动，通过CPU首次检测到按键按下或松开信息时，延时一段时间，从而躲过抖动期，等待按键稳定后，CPU再次检测，确定按键的状态。
16、试说明非编码键盘扫描的原理。
答：扫描法（1）判断键盘上有无键闭合（2）消除键抖动影响，软件延时10~20ms，去抖动（3）若有键闭合，则确定闭合键的键值（4）为了保证键每闭合一次，CPU仅做一次处理。
线反转法：（1）P1.7-P1.4作为输出线，P1.3-P1.0作为输入线，并使P1口输出0FH。（2）P1.7-P1.4作为输入线，P1.3-P1.0作为输出线
17、触摸屏的种类主要有哪些？各有什么特点？
答：（1）电阻式触摸屏，经济型好，供电要求简单，非常容易产业化而且适用的领域多种多样。（2）红外线触摸屏，价格便宜、安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸（3）电容式触摸屏，透光率和清晰度高，不但能保护导体和感应器，还能防止环境因素给触摸屏造成的影响。（4）表面声波触摸屏，对原显示器的清晰度影响小，经久耐用。
18、简述LED显示器动态显示方式的原理及优点？
答：LED驱动用8位的I/O端口驱动，LED共阳极或共阴极由相应的I/O端口控制，轮流选通，由于人的视觉暂留现象和发光二极管的余晖效应，人眼仍感觉所有的器件都在同时显示，获得稳定的视觉效果。优点是占用I/O端口少。19、简述红外线触摸屏的工作原理及特点。
答：它在显示器前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。特点是价格便宜、安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸。
20、简述电容式触摸屏的工作原理及特点。
答：当用户触摸屏幕时，由于人体电场、手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而其强弱与手指及电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置，透光率和清晰度高，不但能保护导体和感应器，还能防止环境因素给触摸屏造成的影响。
21、与常规的电路相比，智能仪器的数据处理具有哪些优点？
答：（1）可用程序代替硬件电路完成多种运算（2）能自动修正误差（3）能进行逻辑判断（4）能对被测参数进行较复杂的计算和处理（5）智能仪器不但精度高，而且稳定可靠，抗干扰能力强
22、与硬件滤波器相比，数字滤波器有哪些优点？
答：（1）因为用程序滤波，故无需增加硬件设备，且可多通道共享一个滤波器，从而降低了成本（2）由于不用硬件设备，各回路间不存在阻抗匹配等问题，
故可靠性高，稳定性好（3）可以对频率很低的信号进行滤波（4）可根据需要选择不同的滤波方法或改变滤波器的参数，使用方便、灵活。
23、常用的数字滤波方法有哪些？各种滤波有何特点？适用于何种场合？
程序判断滤波；限幅滤波；中值滤波；算术平均值滤波；去极值平均滤波；加权递推平均值滤波；一阶惯性滤波；低通数字滤波；高通数字滤波；
24、简述限幅滤波的工作原理、特点及使用场合。
原理是根据生产经验，确定出两次采样输入信号可能出现的最大偏差△Y。主要用于变化比较缓慢的参数，如温度、位置等测控系统。△Y越大系统误差越大，△Y越小，采样频率很小。
25、简述递推平均值滤波器的工作原理、特点及使用场合。
答：是把N个测量数据y1~yn看成一个队列，队列的长度固定为N；每进行一次新的测量把测量结果作为对尾的yN，而扔掉队首的y1,这样在多列中始终有N 个最新数据。对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，灵敏度低，适用于高频振荡系统。
26、简述代数差值法的基本方法。
答：设有n+1组离散点：（x0,y0）,（x1,y1）,…,（xn,yn）,x∈〔a,b〕和未知函数f（x）,并有f（x0）=y0,…,f（xn）=yn。设法找到一个高数g（x0），使g（x0）在xi（i=0,1,…,n）处与f（xi）相等。满足这个条件的高数g（x）就称为f（x）的差值函数，一般选择g（x）为n次多项式，并记为Pn（x），这种差值方法称为代数差值法。
27、实现智能仪器量程转换的方法有哪些？
答：有数字滤波器、智能电桥、数字多用表、程控放大器、选用不同量程的传感器。(改为：采用程控放大器，自动切换不同量程的传感器)
28、什么是自检？自检的方式有哪几种？常见的自检内容有哪些？
自检就是自动开始或人为触发开始执行事先编制好的检测程序的自我检验过程，能对系统出现的软硬件故障进行自动检测，并且给出相应指示。
常见的自检（1）开机自检（2）周期性自检（3）键控自检
内容（1）RAM的自检（2）ROM的自检（3）键盘与显示器的自检（4）输入通道的自检（5）输出通道的自检（6）总线的自检
29、电气干扰的耦合方式？
静电耦合，磁场耦合，公共阻抗耦合，直接耦合，辐射耦合、漏电耦合。
30、硬件抗干扰的主要技术有哪些？
答：隔离技术、滤波技术、屏蔽技术与双绞线传输，接地技术。
31、在硬件可靠性方面，部件及系统级的可靠性措施有哪些？
环境保护系统的简化和标准化，磁兼容设计、冗余技术、故障自动检测与诊断技术。
32、为提高仪器可靠性，可以采用的指令冗余措施有哪些？
答：NOP的使用、重要指令冗余。
33、为提供仪器可靠性采用软件陷阱时，一般在哪些区域设置陷阱？
答：（1）未使用的中断向量区（2）未使用的EPROM空间（3）运行程序区（4）中断服务程序区（5）RAM数据保护的条件陷阱
34、干扰、噪声的定义。
答：把影响智能仪器正常运行的所有因素统称为干扰，把由于材料或器件内部的原因而产生的污染类的影响称为噪声。
35、干扰进入仪器的渠道。
答：空间电磁场、传输通道、供电系统
36、智能仪器中的公共数字传输通道称为总线。
37、总线按连接范围划分：片内总线（局部总线）、内部总线（系统总线）、外部总线（通信总线）。
38、GPIB通用接口系统的基本特性有哪些？简述“讲者”、“听者”、“控者”的主要功能。
答：基本特性：a.可通过一条总线将多台仪器互联，组成自动测试系统，系统中可以连接的仪器不超过15台，互联总线的长度不超过20m；b.数据传输采用位并行、字节串行的双向异步传输方式，最大传输速率不超过1Mbps；c.总线上传输的消息采用负逻辑，即低电平为逻辑1，高电平为逻辑0；d.采用单字节地址时可有31个听地址，采用双字节时可有961个讲地址和961个听地址。
讲者功能：当由控者指定某仪器为讲者时，他才具有讲功能，接口发送给其它仪器。
控者功能：产生对系统的管理消息，发布各种通用命令，指定数据传输过程中的讲者和听者，进行串行和并行点名，接受其它仪器的服务请求和状态数据。听着功能：所有仪器都必须设置听功能。当仪器被指定为听者时具有听功能，此时从总线接收控者的程控命令和讲者的测量数据。
39、RS-232总线有什么特点？其逻辑电平是如何定义的？使用RS-232C总线应注意什么问题？
答：RS-232特点：采用不平衡传输方式，负逻辑电平。
逻辑电平的定义：在发送数据时，发送端驱动器输出+5v--+15v，表示逻辑0，输出-5v---3v，表示逻辑1.
注意问题：应保证电平的绝对值在3-15v之间。
40、简述RS-422C总线和RS-485总线的特点。
答：RS232是点对多的通信，不是总线式的。采用平衡分差传输技术，同一信号使用一对以地为参考的电平相反的两条平衡传输线传送，当其中一条为逻辑1时，另一条必为逻辑0。
RS485是1对多的通信，是总线式的。采用平衡差分传输方式，远距离传送时每台设备都应接终端电阻等。RS-485的一个发送器可以驱动32个接收器，总线上可连接多至32个接收器，并且可以采用二线与四线工作方式。
41、常用的标准总线：I^2 C总线、GPIB通用接口总线、RS-232C串行总线、RS-422/485串行总线、USB通用串行总线、CAN现场总线、蓝牙技术、Zig-Bee 技术、工业以太网、电力线载波通信
智能仪器 课程设计
题目要求： 利用三轴加速度传感器实现跌倒的检测。在PSoC 3 FirstTouch板上实现。 一、学习PSOC的开发环境creator的使用。首先图示化选定所用的硬件并产生该硬件的API 函数，然后类似keil环境下做C语言程序。 二、https://www.sodocs.net/doc/7a8896211.html,/data/html/2010-9-14/85764.html理解加速度传感器检测跌倒的算法原理。 三、PSoC 3 FirstTouch上有三轴加速度传感器KXSC7-2050，实现跌倒检测算法。 摘要 跌倒是指人身体的任何部位意外地触及地面或其它较低的平面，而当事人无法实时做出反应．跌倒是对健康，乃至生命的严重威胁。随着老龄化社会的到来，对跌倒的监测和及时报警日益成为一个紧迫的问题。 跌倒监测报警系统的目标是能够将跌倒(Fall)与日常生活的正常动作(Activities of Daily Life，ADL)区分开来，准确地检测跌倒的发生，并智能判断是否需要报警求助。从而尽可能地缩短救助时闻，减小跌倒带来的伤害，降低误报率，最终提升被监测者的生活质量。 本次研究采用了PSoC 3 FirstTouch实验板，利用三轴加速度传感器KXSC7-2050搭建了三维加速度监测系统。 研究主要分为两部分：第一，对跌倒和ADL进行定义和模式分类，通过佩戴在腰间的数据记录系统记录各模式下的三维加速度数据，并对其进行处理、分析和比较；第二，根据分析结果，提出了以SVM或SMA为特征量，以人体状态及姿态为辅助判据的算法，并总结出了具体阈值相关参数。另外，还提出了基于三维加速度数据的步态分析及跌倒预警的设想，并进行了步频分析等初步的分析与论证． 关键词：跌倒检测监测三维加速度传感器 跌倒判断方式 对跌倒的自动检测可通过直接或间接的手段。常见的手段包括： (1)视频分析：需要在每个盗测区域安置设备，不方便且昂贵； (2)声响或振动分析：该方法认为跌倒可通过频率分析与其它活动区分开来，但各种各样的地面材质是一个棘手蛉问题； (3)智能护理系统：跌倒发生后的当然结果就是在其后的一段时期内，被监测者几乎不会有运动，缺点是反应需要的对间较长且易误报警； (4)随身佩戴的装置：它们能够即时检测出跌倒，且如果有智能判断，可自动决定是否发出摄警或求救信号。’ 显然，第四种方案简便、可靠、经济，且易与现有技术结合，从而达到更好的监测效果，难点在予检测的准确性：既不能漏过每一次跌倒，也不能将正常活动误报为跌倒，其中的平衡取舍较难掌握。 早期的跌倒判定手段和方法比较简单，其结果也受较大的限制。如，手杖中的水银开关。该检测方法默认，当跌倒发生时，手杖也躺倒呈水平状态，此时水银开关导通发出报警信号。显然这样的手段太过简单，结果也很粗糙。之后渐渐出现了以加速度信号为监测对象的监测
智能仪器课程设计说明书智能温度测量仪表方案设计
前言 (2) 第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3) 功能与要求 (3) 方案的论证与比较 (3) 方案的确定 (5) 1.3.1数据采集通道的理论计算 (5) 1.3.2温度值粗测理论推导 (6) D的理论推导 (6) 1.3.3 根据T1确定差分部分AV 第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7) 系统硬件框图 (7) 系统的输入通道设计 (7) 单片机最小系统 (8) 人机接口电路 (8) 2.5串口电路 (9) 执行电路 (9) 第三章软件设计 (10) 下位机软件的设计 (10) 3.1.1下位机主程序设计 (10) 3.1.2 CH451中断子程序设计 (11) 3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12) 3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13) 3.2上位机软件设计 (13) 第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15) 硬件调试 (15) 软件调试 (15) 4.3整机调试过程 (16) 第五章设计体会与小结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)
前言 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
智能仪器课程设计报告
智能仪器设计课程设计报告 ―――采用RS 485标准的主从式多机系统设计 学生姓名：王** 学号：********* 班级：******** 任课教师：*** 成绩：
1、设计要求 a) 系统基本结构：1个51系列单片机主机、2个51系列单片机从机（从机1 和从机2）、采用RS 485组成主从式多机系统； b) 系统基本功能：在主机键盘上按“1”键，从机1的LED数码显示器上显示“1”，此后从机1键盘上每按下1个数字键，主机LED数码显示器上能显示对应的数字，当从机1键盘上按下“0”键时，此次通信结束，从机1键盘上再按下任意数字键，主机不显示相应数字；在主机键盘上按“2”，从机2的LED数码显示器上显示“2”，此后从机2键盘上每按下1个数字键，主机LED数码显示器上能显示对应的数字，当从机2键盘上按下“0”键时，此次通信结束，从机2键盘上按下任意数字键后，主机不显示相应数字； c) 选做：从机1和从机2可设计成相关物理量的测量系统，当主机呼叫从机时，从机能把最新的测量值发给主机。 2、方案论证 （1）系统组成：由三个51单片机构成主从通信系统（本组使用的芯片型号是STC89C52，其功能是一致的），每个单片机搭配LED数码管显示器和键盘；通信采用RS-485标准，可使用MAX485芯片作为通信收发器，单片机控制MAX485的使能端进行发送和接受逻辑控制；单主机多从机的通讯系统需要区分地址信息和数据信息，可利用51串口模式中的模式2进行通信，修改主机的SCON.3状态表明主机发送的是否是地址信息，修改某台从机的SM2状态来建立和主机的唯一通信；数据输入使用键盘输入，数据显示可简单的使用数码管显示。
《南京工业大学《仪器分析》期末考试试卷 (2)
南京工业大学仪器分析重点 第2章气相色谱分析 一．选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（）的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 7、选择固定液时，一般根据（）原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（）。 A. 调整保留值之比， B. 死时间之比， C. 保留时间之比， D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时（）要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了（）。 A.分离度； B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（） A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器； C．热导池和电子捕获检测器；D．火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）、（B）和（C） 13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（）。 A. 没有变化， B. 变宽， C. 变窄， D. 不成线性 14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（） A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关（） A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有
智能仪器设计课程设计
智能仪器设计课程设计 8. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配Cu100热电阻，测温范围为0℃~150℃。采用位式（两位、三位，具有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号：
智能仪器设计基础考试重点题目
1、智能仪器的发展趋势 （1）微型化（2）多功能化（3）人工智能化（4）网络化 2、智能仪器的分类、组成和特点 （1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。（2）智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路。 （3）智能仪器的特点○1操作自动化○2具有自测功能○3具有数据分析和处理功能○4具有友好的人机对话功能○5具有可程控操作能力 2.1常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？ 答：类型（1）并联比较型A/D转换器（2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器（4）￡-△调制型A/D转换器 特点：○1转换速度快，随着转换位数的增加，所需的硬件个数多○2精度、速度、和价格均适中，抗干扰能力差○3精度高、抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○4具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化 2.4模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。 答：（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D 转换。 （2）多通道结构：○1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大○2多通道共享结构：适合对转换要求不高的系统。通道速度慢，元件开销少 2.7 在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？ 答：（1）通道数量（2）泄漏电流（3）导通电阻（4）开关速度 4.1为什么要消除键盘抖动？消除键盘抖动的方法？实现的原理是什么？ 答：因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判多次操作。 方法一：硬件去抖动，利用RS触发器的互锁功能去抖动，可以得到理想的按键输出波形。 方法二:软件延时去抖动，通过CPU首次检测到按键按下或松开信息时，延时一段时间，从而躲过抖动期，等待按键稳定后，CPU再次检测，确定按键的状态。 4.4试说明非编码键盘扫描的原理。 答：扫描法（1）判断键盘上有无键闭合（2）消除键抖动影响，软件延时10~20ms，去抖动（3）若有键闭合，则确定闭合键的键值（4）为了保证键每闭合一次，CPU仅做一次处理。 线反转法：（1）P1.7-P1.4作为输出线，P1.3-P1.0作为输入线，并使P1口输出0FH。（2）P1.7-P1.4作为输入线，P1.3-P1.0作为输出线 4.10触摸屏的种类主要有哪些？各有什么特点？ 答：（1）电阻式触摸屏，经济型好，供电要求简单，非常容易产业化而且适用的领域多种多样。（2）红外线触摸屏，价格便宜、安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸（3）电容式触摸屏，透光率和清晰度高，不但能保护导体和感应器，还能防止环境因素给触摸屏造成的影响。（4）表面声波触摸屏，对原显示器的清晰度影响小，经久耐用。 4.11简述LED显示器动态显示方式的原理及优点？ 答：LED驱动用8位的I/O端口驱动，LED共阳极或共阴极由相应的I/O端口控制，轮流选通，由于人的视觉暂留现象和发光二极管的余晖效应，人眼仍感觉所有的器件都在同时显示，获得稳定的视觉效果。优点是占用I/O端口少。4.12简述红外线触摸屏的工作原理及特点。
《仪器分析》期末考试试卷答案
武汉大学2006-2007学年度第一学期《仪器分析》期末考试 试卷答案（B） 学号姓 名院 （系）分 数 一、填空（每空1分，共9分，答在试卷上） 1.在测定33-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是2_。实验中, 将阴 极在套管中保护起来, 其原因是防止阴极产物干扰, 在套管中应加足24_溶液, 其作用是_导电。 2.液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是十 八烷基键合硅胶填充柱或(C18) ，分离原理是疏水作用，常使用极性溶剂（如水-甲 醇）流动相，分析分离难挥发弱极性类化合物。 二、选择题（每小题2分，共20分，答在试卷上）
1. 空心阴极灯的构造 是： ( 4 ) (1) 待测元素作阴极，铂棒作阳极，内充氮气； (2) 待测元素作阳极，铂棒作阴极，内充氩气； (3) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，灯内抽真空； (4) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，内充惰性气 体。 2 关于直流电弧，下列说法正确的 是：( 1 ) (1) 直流电弧是一种自吸性很强、不稳定的光源； (2) 直流电弧的检出限比交流电弧差； (3) 直流电弧的电极头温度比交流电弧低； (4) 直流电弧只能进行定性、半定量分析，不能进行准确的定量分析。
3. 等离子体是一种电离的气体，它的组成 是： (4 ) (1) 正离子和负离子； (2) 离子和电子； (3) 离子和中性原子； (4) 离子，电子和中 性原子。 4. 极谱分析中，氧波的干扰可通过向试液中（1）而得到消除。 (1). 通入氮气； (2). 通入氧气； (3). 加入硫酸钠固体；(4). 加入动物胶。 5. 在化合物（Ⅰ），（Ⅱ），（Ⅲ）和2（Ⅳ）中，羧基伸 缩振动频率大小顺序 为： ( 3 )
智能测量仪表课程设计报告
课程设计报告 课程：智能测量仪表 题目：智能测量仪表 学生姓名： 专业年级：自动化 指导教师： 信息与计算科学系 2013年3月23日
智能测量仪表 本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。其输出电压与摄氏温度成线性比例关系，无需外部校准，在0℃～100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。，输出电压与摄氏温度对应，使用极为方便。灵敏度为10.0mV/℃，重复性好，输出阻抗低，电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作。是一种得到广泛使用的温度传感器。 本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结，并能有效的使用到项目研发中来，做到学以致用。课程设计的内容主要分为三个部分，即使用所学编程语言（C或者汇编）完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计（也可以用C+API实现）、按照课程设计规范完成课程设计报告。
目录 1．课程设计任务和要求 (3) 1．1 设计任务 (3) 2．2 设计要求 (3) 2．系统硬件设计 (3) 2．1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3) 2．2 LM35DZ简介 (7) 2．3 硬件原理图设计 (7) 3．系统软件设计 (10) 3．1 设计任务 (10) 3．2 程序代码 (10) 3．3 系统软件设计调试 (17) 4．系统上位机设计 (18) 4．1 设计任务 (18) 4．2 程序代码 (18) 4．3 系统上位机软件设计调试 (21) 5．系统调试与改善 (22) 5．1 系统调试 (22) 5．2 系统改善 (22) 6．系统设计时常见问题举例与解决办法 (24) 7．总结 (25)
《智能仪器》(第二版程德福林君)课后习题参考答案
智能仪器考试题型：名词解释、简答、简述、综合 没有给重点，但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的，所以我将大部分课后习题答案整理出来，仅供参考。难免有错误，望大家谅解并指出。 课后习题参考 第一章 1-1你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想（课堂作业）。 解：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。 1-2结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。 解：P2智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）仪器。由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。 P5- P6智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。 聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。 解：（1）仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节，仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一（2）先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提，也
智能仪器课程设计报告
专业课程设计报告 题目：基于DS18B20的温度测量系统 系别：信息工程系 专业班级： 学生姓名： 指导教师：丹丹 提交日期：2012年5月18日
目录 一、前言 (3) 二、系统组成 (3) 1、设计思路 (4) 2、基本要求 (4) 3、课程设计目的 (4) 三、硬件电路组成及工作原理 (4) 1、温度传感器功能模块 (5) 2、AT89C51单片机 (7) 3、8550PNP三极管 (10) 4、晶振电路 (10) 5、复位电路 (11) 6、键盘电路 (12) 7、显示电路 (13) 四、整体仿真调试与实物连接....... 错误！未定义书签。 五、整体电路图 (15) 六、心得体会 (16) 七、参考文献 (17) 八、附录（源程序） (17)
智能温度测量系统的设计 一、前言 温度是一种基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器，在89C51单片机的控制下，对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高，该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。 二、系统组成 智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路、风扇降温电路、键盘电路、串口通信电路等六部分组成。系统原理框图如下： 图1智能温度测量系统原理框图
智能仪器试题及答案解析
《智能仪器设计基础》试题 一、判断题（每题2 分，共20 分） 1. 因中值滤波满足比例不变性，所以是线性的滤波器。（） 2. 基准电压Vr 的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。（） 3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型，非线性校正精度与离散数据精度无关，仅与建模方法有关。（） 4. RS232 通信采用的是TTL电平，因此它的传输距离比485 短。（） 5. USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电。在自供电模式下，USB设备不需要任何外接电源设备。（） 6. LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式，这两种驱动方式可在使用时随时改变。（） 7. 智能仪器中的噪声与干扰是因果关系，噪声是干扰之因，干扰是噪声之果。( ) 8. 软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。（） 9. RAM 测试方法中，谷值检测法无法检测“粘连”及“连桥”故障。（）
10.曲线拟合要求y=f（x ）的曲线通过所有离散点（x i ，y i ）。（） 二、选择题（每题2 分，共20 分） 1. 多通道数据采集系统的框图如下图所示。其中（1 ）~（4 ）各部分的组成为:( ) A. 放大器、A/D 转换器、D/A 转换器、计算机 B. 多路开关、放大器、A/D 转换器、计算机 C. 多路开关、放大器、D/A 转换器、计算机 D. 放大器、多路开关、A/D 转换器、D/A 转换器 2. 仪器采集数据中存在随机误差和系统误差，基本数据处理顺序是:( ) A. 系统误差消除→数字滤波→标度变换 B. 数字滤波→系统误差消除→标度变换 C. 标度变换→系统误差消除→数字滤波 D. 数字滤波→标度变换→系统误差消除
仪器分析考试题及答案(整理).
气相色谱分析 一．选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（）的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 7、选择固定液时，一般根据（）原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（）。 A. 调整保留值之比， B. 死时间之比， C. 保留时间之比， D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时（）要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了（）。 A.分离度； B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（） A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器； C．热导池和电子捕获检测器；D．火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）、（B）和（C） 13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（）。 A. 没有变化， B. 变宽， C. 变窄， D. 不成线性 14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（） A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关（） A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有关。 二、填空题 1.在一定温度下, 采用非极性固定液，用气-液色谱分离同系物有机化合物, ____________先流出色谱柱,
智能仪表课程设计
《智能仪器设计》课程设计报告书 学院：信息工程学院 班级：自动化0705 学号：07001193 姓名：孙少秋
摘要 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能温度控制仪表化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。 Abstart Single-chip micro-computer, with the ultra-large scale integrated circuit technology, the development of the birth, and because of its small size, strong function and high cost performance, it is widely used in electronic equipment, household appliances, energy-saving devices, military devices, robots, industrial control and many other areas to make product miniaturization, intelligent temperature control instrumentation, both to improve the product's features and quality, but also reduce the cost and simplify design. This paper introduces the MCU to the temperature control applications.
智能仪器课程设计
测控系统课程设计指导 电子信息与自动化学院检测与控制实验中心万文略、彭小峰 电子信息与自动化学院测控技术与仪器系杨泽林、杨继森、庄秋慧 课程设计目的 测控系统课程设计是在学生学习完智能仪器理论和实验课后安排的综合实践教学环节，要求学生在2周的时间内运用所学知识，在教师的指导下按照仪器设计的一般方法设计制作一个功能较为完整的仪器。并写出设计研究报告。通过课程设计使学生在实践上获得智能仪器设计的经验，掌握仪器设计的步骤、过程和方法。为毕业设计及今后从事智能仪器设计打下良好的基础。 课程设计题目：基于PN结传感器的温度测量仪设计 智能仪器的组成一般包括：传感器及信号调理电路、CPU及外围电路、模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量输入输出通道、人机接口电路（键盘、显示）、数据记录、转储（保存、打印）等 主要研究内容： 根据本次课程设计的题目要求，本次课程设计研究的主要内容为传感器及信号调理电路、CPU及其外围电路，AD转换电路，键盘和显示电路。本文对其中关键部分做简单介绍，以使学生能更容易地进行课程设计。 1.半导体二极管的温度特性 选择1N4007整流二极管，其正向偏置工作时PN结上的结电压满足 （式1-1） α,γ是由PN结参数决定的常数 Ugo:硅半导体在OK温度时禁带宽度与电子电荷q的比值。 由式1-1可以看出，PN结具有负的温度系数特性。 据文献记载，当温度变化一度时，结电压变化2mv左右。由式1-1可知，温度变化曲线为指数型非线性变化。其正向偏置电流应保持恒定。 2.放大电路设计 （1）选择放大器 PN结的结电压变化是一个微弱信号，结电压在温度每变化1度时大约变化2mv左右，所以需要进行放大后才能被后续电路处理。选择合适的集成运放来设计放大电路，选择运放时应考虑运放的温度系数，共模抑制比，输入失调电压，带宽等。 可供选择的运算放大器有OP07、LM324等。
仪器分析考试复习题
1 生活饮用水方法标准GB/在无机离子分析需要的分析仪器和样品前处理技术原理及技术特点 根据 GB/《生活饮用水标准检验方法·无机非金属指标》内容，可以知道，各种指标的检验方法有分光光度法，离子色谱法，容量法及比色法等，其中我们最常用的是离子色谱法。 离子色谱法是将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面，以连续检测色谱分离的离子的方法。具有迅速、连续、高效、灵敏等优点。 所需仪器：离子色谱仪。离子色谱仪的典型结构由输液泵、进样阀、色谱柱、抑制柱、检测器和数据处理系统组成。 大概流程：泵液-进样-分离-检测（抑制）-记录。 前处理方法： (1)膜处理法：滤膜或砂芯处理法 滤膜过滤样品是离子色谱分析最通用的水溶液样品前处理方法，一般如果样品含颗粒态的样品时，可以通过或μm微孔滤膜过滤后直接进样。只能用于离线样品处理，去除颗粒态不溶性物质，无法去除极小颗粒或有机大分子可溶性化合物和金属水溶性离子。滤膜或砂芯中均会含有一定量的无机阴、阳离子，这类离子的存在对水溶液中痕量的阴、阳离子分析会产生干扰，影响测定的准确性。(2)固相萃取法 固相萃取是发生在流动相和固定相之间的物理过程。固相萃取也是基于分析物与样品基质在固定相上分配和吸附性质的不同来进行分离的。分析物要么被牢固地吸附在固定相上,要么在固定相上根本就没有保留。前者不仅用于基质干扰的消除,而且也用于分析物的富集;后者只用于消除基质影响。如同高效液相色谱,用于固相萃取中的很多固定相都是在硅胶上键合了其它基团制成的。 原理：固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的疏水作用，离子交换作用，物理吸附作用等作用力来保留和吸附的。 固相萃取分别利用反相、离子交换、螯合树脂等多种手段进行，从而萃取手段上也可以利用常规的固相萃取法和固相微萃取法。 (3)分解处理法 对于固体样品，首先需要将样品转化为溶液，然后再进行分析。我们测定得到酸根的含量，实际上对应着该固体化合物酸所对应的元素中得有形态的含量总和。而且如何将样品分解，对应元素的酸如何吸收，是离子色谱处理固体样品的关键。 (4)浸出法 对于固定样品，有时测定时并一定是非金属的总含量，而需要测定特定阴、阳离子的水的溶出形态，或者在一定条件下的形态特征，这就需要我们选择合适的浸出方法，即不破坏样品中的离子形态，又能够得到高的回收率。分为：普通水浸出法，直接蒸馏法。 实例：GB/T 5750?生活饮用水标准检验方法?中离子色谱法应用 此方法适合于氟化物，氯化物，硝酸盐和硫酸盐的测定。 分析步骤： 1.开启离子色谱仪：参照说明书，调节淋洗液及再生液流速，使仪器达平衡，并指示稳定的基线。 2.校准：根据所用的量程，将混合阴离子标准溶液及两次等比稀释的三种不同浓度标准溶液，依次注入进样系统。将峰值或峰面积绘制工作曲线。 3.样品的分析 预处理：将水样经μm滤膜过滤去除混浊物质。对硬度高的水样，必要时，可先经过阳离子交换树脂柱，然后再经μm滤膜过滤。对含有机物水样可先经过C18柱过滤去除。 将预处理后的水样注入色谱仪进样系统，记录峰高峰面积。
智能仪器设计总复习
1、 什么是智能仪器？它有什么特点？ 以微处理器为核心,将计算机技术与测量仪器相结合的仪器.拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定的智能作用。 测量范围宽、精度高、稳定性好。智能仪器一般均配有GP-IB（或RS-232C、RS-485）等通信接口，可跟另外的智能仪器组成智能仪器系统。 2、 按智能仪器的结构可将智能仪器分为哪两类？ 微机内嵌（内藏）式 微机扩展式 3、 什么叫做微机内嵌式智能仪器？什么叫做微机扩展式智能仪 器？ 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。利用微机强大的功能完成信号调理、A/D转换、数字处理、数据存储、显示、打印、通信等各项任务。 将原智能仪器中测量部分配以相应的接口电路制成各种仪器卡，插入到PC机的总线插槽或扩展槽内，而原有智能仪器所需的键盘、显示器以及存储卡等均能借助于PC机资源（也就是利用微机的硬件、软件资源完成数据分析和显示）给使用者的感觉是一个微机系统。 4、 什么叫做个人仪器？其组成方式怎样？ 个人仪器（Personal Computer Instrumen t，PCI）亦称PC仪器，是以个人计算机为基础的仪器，其组成方法是，将原独立式智能仪器中的测量部分制作成仪器卡，插入PC的总线插槽，而原独立式智能仪器所需的键盘、显示器及存储器等均借助于PC的资源。 5、 什么是虚拟仪器？它能实现什么功能？ 虚拟仪器是指在计算机为核心的硬件平台上，由用户定义功能，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。 虚拟仪器的三大功能为数据采集、数据分析处理、显示结果 6、 虚拟仪器的三大功能模块分别是什么？ 计算机、仪器模块和软件 7、 LabVIEW的基本程序单位是什么？它包括哪几部分？ 8、 什么是网络化仪器？ 在智能仪器中将TCP/IP协议等作为一种嵌入式应用，使测量过程中的控制指令和测量数据以TCP/IP方式传送，使智能仪器可以接入Internet,构成分布式远程测控系统。 9、 网络化仪器的体系结构包括什么？ 网络化仪器包括基于计算机总线技术的分布式测控仪器、基于
智能仪器设计课程设计--题目
《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号： 题目： 班级：
仪器分析期末考试题及参考答案
仪器分析期末考试题及参考答案 一、填空题（共20分，1分/题） 1、测定溶液pH时，先用pH=6.84的标准缓冲溶液对仪器“定位”，然后调节“斜率”。 2、Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极内部溶液中的Cl-浓度。 3、摩尔吸光系数与吸光物质的性质、入射光波长、溶液的温度和溶剂等因素有关，而与溶液浓度及液层厚度无关。 4、分光光度分析中，当吸光度A＝ 0.434 时，测量的相对误差最小。 5、原子吸收光谱法中的物理干扰可用标准加入法方法消除。 6、产生1％吸收时对应的待测元素的浓度称为特征浓度。 7、气相色谱常用检测器中，属于质量敏感型检测器的有 FID和FPD 。 8、影响热导检测器灵敏度的最主要因素是桥电流。 9、每次新安装了色谱柱后，为了使固定液牢固及除去固定液中易挥发的成分应对色谱柱进行老化处理。 10、反相键合相色谱法常用的流动相主体是水。 11、梯度洗脱可分为高压梯度和低压梯度。 12、正相分配色谱可用于分析极性化合物样品，被分离组分分子极性越强，在柱中停留的时间越长。 13、傅立叶变换红外光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪。 14、中红外区可大致分为特征谱带区和指纹区。 二、单选题（共20分，2分/题） 1、下列方法中可用于确定电位滴定法滴定终点的方法是（A） A.二阶微商法 B.外标法 C.内标法 D.二点校正法 2、pH玻璃电极在使用前，应在蒸馏水中浸泡（B） A. 12小时 B. 24小时 C.数分钟 D.数秒种 3、摩尔吸光系数很大，则说明（C） A.该物质的浓度很大 B.光通过该物质溶液的光程长 C.该物质对某波长光的吸收能力强 D.测定该物质的方法的灵敏度低 4、校准曲线的斜率常因温度、试剂、仪器条件的变化而变化。在测定样品
智能仪器课程设计任务书
南京工程学院 课程设计任务书 课程名称《传感器与检测技术》及 《智能仪器》综合课程设计院（系、部、中心）自动化学院 专业测控技术与仪器 班级测控102 起止日期2013.7.1-2013.7.12 指导教师乐建华刘大伟
一、课程设计应达到的目的 课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》与《智能仪器》等课程的内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握智能仪器设计的基本思想和方法、以及软硬件调试方法。 二、课程设计题目及要求（七选一） 1.智能测温仪：测量范围：-50℃～150℃；精度:1%; 采用MCS51系列单片机完成4路温度测量，并将测量值显示于数码管上；系统应具有自动校零功能。 2.智能汽车超载报警器：采用MCS51系列单片机构建系统，测量汽车重量，如果汽车超载，报警器发出声或光报警信号，且超载阈值可设置成5吨和10吨和20吨三挡。 3.智能障碍探测仪：采用MCS51系列单片机构建系统。探测距离为3米，若3米以内有障碍物，系统发出声或光报警信号。 4.智能微位移测量仪：测量范围：±5mm；精度:0.5%; 采用MCS51系列单片机完成一路位移测量，并将测量值显示于数码管上；系统应具有部分电路自诊断功能。 5.智能测速仪：测量范围：5～5000rpm； 采用MCS51系列单片机完成测量，并将测量值显示于数码管上。分别采用测频法和测周法进行设计，并比较不同速度段的测量精度。
6.智能路灯亮灭控制系统：采用MCS51系列单片机完成测控任务。当日照亮度超过阈值，控制灯灭；反之，则控制灯亮；阈值可调；并对城市路灯具有一定的节能管理功能。 7.智能煤气报警器：采用MCS51系列单片机完成测控任务。测量煤气浓度，当煤气浓度超限时，系统发出报警信号，同时打开排气扇排气；浓度上限值可调。 三、课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕 整个课程设计任务分两个阶段完成： 第一阶段为硬件（理论）设计阶段，完成以下设计任务：1．系统整体方案设计，包括课题分析、传感器选择、单片机选择等。 2．系统硬件设计，包括： 1）智能仪表的前向通道设计 （1）测量电路设计； （2）信号处理； 2）微机系统设计 接口电路设计。 第二阶段为软件设计阶段，完成以下设计任务：（无精度要求）1．智能仪表的软件模块设计； （1）管理软件:编写程序框图；
智能仪表课程设计
《智能仪器设计》课程设计报告书 班级：自动化0803 学号： 姓名 指导教师：
摘要 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。
一、课程设计题目 17. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 二、题目分析 1.设计任务分析 本设计要求使用ATmega16单片机作为MCU主控芯片，设计一个智能显示仪表。 据任务要求，本系统采用8位数码管分别显示测量温度值和设定值，在设定状态时用来显示设置功能号和该功能实现的设置当前值；系统拥有报警功能，当当前温度超过上限值或者下限值时，蜂鸣器响，且上限报警/下限报警LED灯亮以区分上/下限报警；系统有四个控制按键，功能分别是：功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少，用来对温度设定值、上限值、下限值等设置；还有四个状态显示LED灯，分别显示：正常运行、设定状态、上限报警、下限报警；本系统除显示以外，还要求有对加热器控制的功能以达到使温度控制在设定值的要求。 2.功能实现分析 根据设计任务要求，现设想以下设计以满足要求： 仪表适配PT100热电阻，因此首先需要一个PT100热电阻的信号调理电路，使热电阻的热电势转化为MCU可直接测得的电压值，从而测得当前温度值。 采用ATmega16作为主控芯片，可直接利用内部AD转换电路进行，因为内置10位A/D转换器，可以满足一般精度的要求。 按键电路可以采用中断方式进行处理，并且只有先按“功能选择”键才可以启动按键扫描，对其进行处理，在处理过程中关中断，各功能都设置完后，再按“功能选择”键以退出处理程序；不同按键实现不同的功能：“功能选择”键：启动中断，并选择切换不同的设置对象和存储上一个对象设置的值，最后切换完所有功能后按下保存所有设定值并退出中断； “数码管选”键：选择待设定对象的数码管，即选择该对象加/减操作的单位量（1000/100/10/1）； “数字增加”键：在以选择的单位上进行加1个单位的操作； “数字减少”键：在以选择的单位上进行减1个单位的操作。 状态显示和蜂鸣器操作分别用单片机的输出端口操作。 硬件框图：