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智能仪器试题及答案 《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:(??) 6. 在开发USB系统的时候，首要的任务是利用( ?)实现设备的枚举过程，提供各种设备信息。 A. 中断传输 B. 控制传输 C. 同步传输 D. 批量传输 7．若非编码矩阵键盘的列线外接下拉电阻，该矩阵的扫描码应是( ?)。 A．行线输出高电平 B．列线输出高电平 C．行线输出低电平 D．列线输出低电平 8．在智能仪智中，A/D 转换的抗干扰技术包括( ?)。 A. 对差模干扰的抑制 B. 对共模干扰的抑制 C. 采用软件方法提高A/D抗干扰能力 D. 以上三种都包括 9．在进行数字电路的可测试性设计时，下面说法错误的是( ?)。 A．设计上应避免“线或”逻辑 B．所有不同相位和频率的时钟都应来自单一主时钟 C．数字电路应设计成主要以异步逻辑电路为基础的电路 D．电路应初始化到一明确的状态，以便确定测试的方法 10．下面(??)调试方式在目标机不存在的情况下也可以进行代码的调试。 A．ROM 仿真器 B．在线仿真器 C．片上调试 D．JTAG 三、填空（每空2分，共20分） 1．假设一 12 位的 A/D 转换器，其满量程电压为 10V ，则它的分辨率是_____ 。 2．某仪器的非线性采用分段线性插值法进行校正，设段数为4，最少需要_____对（X i ，Y i ）已知实验数据。 3．利用 8 片模拟多路开关 CD4051 设计 64 路的输入通道。已知 CD4051 的漏电流为 20nA ，开关导通电阻300Ω ，设信号源内阻 1000 Ω 。则多路开关漏电流和导通电阻产生的误差大小为_____ 。如果采用级连方式连接，则需要多路开关_____片。用级连方式连接电路产生的误差大小为_____ 。 4． 某智能温度测量仪采用 8 位ADC ，测量范围为10 ～100 ℃，仪器采样数据经滤波和非线性校正后的数字量为0028H 。A0=10 ℃，Am=100 ℃，Nm=FFH=255 ，Nx=28H=40 。则对应的实测温度是_____ 。 5. 设在某数据采集系统中，对正弦信号 U=（ U msin ω t ）/2 采样。采/保的孔径时间 tAP=20ns ， A/D 转换器的位数为 12 位，求采样精度达到 1LSB 的最高信号频率是_____ 。若 S/H 的捕捉时间 tAC=3 μs ，稳定时间ts=2 μs ， A/D 转换时间 tCONV=40 μs ，输出时间 tOUT=4 μs 则通道的吞吐率是_____ 。 6．检测直流电压信号由于50Hz 工频干扰使测量数据呈现周期性波动。设采样周期Ts=1ms ，采用算数平均滤波算法，消除工频干扰。选择平均点数 _____。 7．某种仪器 100 台，工作 1000h ，假设有 2 台发生故障，则这种仪器的千小时的可靠率为_____ 。 四、简要回答下列问题（ 25 分） 1. 简述推动智能仪器发展的主要技术。 2. 简述智能仪器设计的基本原则。 3. 简述 USB 既插既用机制实现的原理。 4. 可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标。请写出智能仪器中常用的提高硬件和软件可靠性的方法。 5. 什么是可测试性？智能仪器设计中引入可测试性设计有什么优缺点？ 五、设计题 （15分） ????试设计一温度检测系统。要求系统能检测 8 路温度信号（假设温度传感器的输出信号幅度 0~25mV ），测试的温度范围为 0~