《智能仪器设计》复习题及答案.docx
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《智能仪器设计》复习题及答案
1、智能仪器有何特点?
答:
智能仪器有以下特点:
(1)自动校正零点、满度和切换量程
(2)多点快速检测(3)自动修正各类测量误差(4)数字滤波(5)数据处理(6)各种控制规律(7)多种输出形式(8)数据通信(9)自诊断(10)掉电保护。
2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。
答:
智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标,自顶向下(由大到小、由粗到细)地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块,分别进行设计和调试,然后把它们连接起来,进行总调。
智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段:
确定任务、拟定设计方案阶段;硬件、软件研制及仪表结构设计阶段;仪表总调、性能测试阶段。
3、在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个I/O端口?
答:
在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用P0和P2口。
4、在8031扩展系统中,片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间,为什么不会发生总线冲突?
答:
因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间,但它们的控制信号是不同的,其中8031的PSEN为片外程序存储器的读选通信号,而RD和WR为片外数据存储器的读和写选通信号。
5、MCS-51有哪些中断源?
它们各自的中断服务程序入口地址是什么?
答:
MCS-51有5个中断源,它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。
它们各自的中断服务程序入口地址见下表。
中断源
中断服务程序入口地址
外部中断0
0003H
定时器0
000BH
外部中断1
0013H
定时器1
001BH
串行口
0023H
6、当使用一个定时器时,如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时?
答:
首先用定时器定时一个时间,然后在数据存储器中设置一个计数器,通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。
7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。
答:
模拟量输入通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种:
(1)每个通道有独自的放大器、S/H和A/D,这种形式通常用于高速数据采集系统。
(2)多路通道共享放大器、S/H和A/D,这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。
8、说明模拟多路开关MUX在数据采集系统中的作用。
答:
在多路共享A/D的输入通道中,需用多路模拟开关轮流切换各通道模拟信号进行A/D转换,以达到分时测量和控制的目的。
9、说明采样/保持电路在数据采集系统中的作用及其使用方法。
答:
采样保持电路用来保持A/D转换器的输入信号不变。
该电路有采样和保持两种运行模式,由逻辑控制输入端来选择。
在采样模式中,输出随输入变化;在保持模式中,电路的输出保持在保持命令发出时的输入值,直到逻辑控制输入端送入采样命令为止。
此时,输出立即跳变到输入值,并开始随输入变化直到下一个保持命令给出为止。
10、A/D转换器有哪些类型?
请比较它们各自的特点,并各举一例。
答:
A/D转换器有
(1)比较型,其特点是速度较快、抗干扰差、价格较高。
如ADC0809。
(2)积分型(包括双积分式和电压频率转换式),其特点是速度慢、抗干扰强、价格较低。
如双积分式的MC14433,电压频率转换式的VFC-32。
11、试述A/D转换器的主要参数、输入/输出方式和控制信号。
答:
A/D转换器的主要参数为分辨率、转换时间、转换误差。
输入方式有单端、差动方式,极性有单、双极性。
输出方式对数据输出寄存器具备可控的三态门,A/D输出线与CPU数据总线直接相连;不具备可控的三态门,A/D输出线必须通过输入缓冲器与CPU数据总线相连。
控制信号有电平或脉冲形式的A/D启动转换信号,也有A/D转换结束信号。
12、试述模拟量输出通道的结构形式及其使用场合。
答:
模拟量输出通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种:
(1)每个通道有独自的D/A转换器,这种形式通常用于各个模拟量可分别刷新的快速输出通道。
(2)多路通道共享D/A转换器,这种形式通常用于输出通道不太多,对速度要求不太高的场合。
13、D/A转换器有哪几类?
其主要的技术指标有哪些?
答:
有通用廉价的D/A转换器、高速和高精度的D/A转换器、高分辨的D/A转换器等。
其主要的技术指标有分辨率、精度、建立时间等。
14、七段LED显示中静态显示和动态显示接口方式有何不同?
答:
静态显示接口方式每一位都需要有一个8位输出口控制。
而动态显示接口方式只需要一个8位段输出口和一个8位扫描输出口(显示位数不超过8位)。
15、说明LCD显示器的工作原理。
答:
LCD公共电极V0
A
A
V0
BCB
V0
C
V0
A-C
-V0
不显示显示
该图表示某个液晶显示字段,其显示控制电极和公共电极分别与异或门的C端和A端相连。
当异或门的B端为低电平时,此字段上两个电极的电压相位相同,两电极的相对电压为零,该字段不显示;当异或门的B端为高电平时,此字段上两个电极的电压相位相反,两电极的相对电压为两倍幅值方波电压,该字段显示。
16、LCD显示器驱动电流为何要用交流?
答:
为了延长LCD的使用寿命,避免直流电压使液晶发生电化学分解反应而导致液晶损坏,因此驱动电流要用交流。
17、键盘的接口任务是什么?
答:
键盘的接口任务是确定是否有键按下;按了哪一个键;消除抖动问题和同时按键的处理等。
18、如何消除键抖动?
常用哪几种方法?
答:
消除键的抖动可使用硬件或软件的方法。
通常在键数较少时,可使用R-S触发器或RC滤波器来克服抖动;键数较多时,采用软件延时的方法,即当检出键闭合(或断开)后,执行一个数毫秒的延时子程序,让抖动消失后,再检验一下键的状态。
19、并行通信和串行通信的主要区别是什么,各有什么优缺点?
答:
并行通信和串行通信的主要区别在于并行通信数据的各位是同时传送;而串行通信数据的各位按一定的顺序逐位传送。
并行通信和串行通信优缺点为并行通信的信息传输线多,数据传输速度快,适合于近距离通信;而串行通信的信息传输线少,数据传输速度慢,抗干扰能力强,适合于远距离通信。
20、试述串行口多机通信原理。
答:
MCS-51单片机的串行口在方式2和方式3工作时,利用SCON中的SM2,当SM2=1时,且接收到的第9位数据为“1”,8位数据装入接收缓冲器SBUF,附加第9位数据送入RB8,并使RI=1申请中断;若接收到的第9位数据为“0”,RI≠1,接收的信息将丢失;当SM2=0时,接收到的第9位数据不管是“0”还是“1”都将8位数据装入接收缓冲器SBUF,附加第9位数据送入RB8,RI=1申请中断。
当主机要向某一个从机发送一组数据时,先发地址,再发数据。
地址信息的第9位为“1”,而数据信息的第9位为“0”。
各从机先置SM2=1,主机向从机发送地址,因各从机接收到的第9位RB8=1,使RI=1产生中断。
各从机的CPU响应中断,执行中断服务程序,判断主机发来的地址是否为本机地址,若是,该从机的SM2=0准备接收主机发来的数据信息;若不是,保持SM2=1。
接着主机发送数据,由于第9位为“0”,只有地址相符的从机(SM2=0),才能接收数据。
其余从机因SM2=1,不能进行中断处理,从而实现主机与从机的一对一通信。
作业、第二和三章课件范例。
《智能建筑与楼宇自动化》复习题
模块一
1、空气的物理参数有哪些?
请解释每种参数的物理意义。
压力参数:
大气压力p,水蒸气分压力pq
温度参数:
干球温度Tg湿球温度Ts,露点温度Tl
湿度参数:
绝对湿度x,含湿度d,相对湿度φ
2、什么是焓值?
其计算公式是怎样的?
焓值h是反映单位质量空气能量大小的物理量。
在工程上也称含热量。
湿空气的焓是指1kg干空气的焓和dkg的焓的总和。
h=1.01+d(2500+1.84d)t+2500d
3、什么是焓湿图?
它有什么用途?
1根据空气各种状态参数及相互关系,制成以焓值和含湿量为坐标的焓湿图,又称温湿图
2在空调设计,调试,运行管理时,分析空气的状态参数,确定合理的工作方案是十分方便有效的;同时,对空气控制系统设计时的系统分析与方案设计也十分有用。
4、空气的净化处理用什么设备?
空气过滤器
5、空气的热湿处理用什么设备?
1.用喷水室进行处理2.加热处理加热设备:
表面式空气加热器3.冷却处理冷却设备:
表面式空气冷却器4.加湿处理加湿设备:
蒸汽喷管加湿器5.减湿处理减湿设备:
加热通风法减湿
6、空调系统由几部分组成?
7、常用的空调系统有几类?
8、变风量空调系统的特点有哪些?
1.全空气送风方式,送风温度不变,通过改变送风量来满足房间对冷热负荷的需要,用改变送风机的转速来改变送风量。
2.送风量是空调系统能实现局部区域的灵活控制,可根据负荷的变化或个人的舒适度要求调节个性化的工作环境,能适应多种室内舒适性的要求。
3.变风量空调系统能自动调节送入各房间的冷量,系统内各用户可以按照实际需要调节冷量,考虑各房间同时使用系数和符合的时间分布,空调系统冷源的冷总量配置可以减少20%-30%,设备投资相应有较大的削减。
4.室内无过冷过热现象,由此系统运行时可减少空调负荷的15%--30%
模块二
1、温度传感器有哪些类型?
2、热电阻特性传感器有几种?
使用上有什么特点?
1.铂金属精度高,稳定性好,性能可靠,但价格昂贵
2.铜金属制成热电阻,缺点是电阻率低,所以制成一样的热电阻,铜需要的更细更长,机械强度差,体积也大。
另外铜易氧化,时能在低温及没有腐蚀介质中工作
3.用镍做成的热电阻,弥补的铜的缺陷,且价格比铂低
3、半导体热敏电阻的特点有哪些?
半导体热敏电阻的温度系数是负的,温度升高时半导体材料内部截流子的密度增加,故电阻下降。
由于半导体热敏电阻的特性曲线不一致,互换性差,使其在实际应用上受到一定的限制。
目前半导体热敏电阻的使用温度—50℃——300℃
4、热电偶温度传感器主要用在什么地方?
通常只能用在锅炉的炉温控制中
5、晶体管集成温度传感器在楼控里主要用来测量哪些温度?
用来测量室内空气温度
6、湿度传感器主要有哪些类型?
7、阻抗式湿度传感器的结构和原理是怎样的?
高湿度上连续使用,性能稳点,但特性曲线出现滞后现象
8、电容式湿度传感器的结构和原理是怎样的?
其特点是什么?
电容与湿度基本成线性关系,电容式传感器尺寸小,响应快,温度系数小,有良好的稳定性,也是常选的湿度传感器。
9、压力传感器有哪些类型?
10、电阻式压差传感器的工作原理是怎样的?
将测压弹性元件的输出位移变换成电阻的滑动触点的位移,因而被测压力的变化就可以转换成电位器阻值的变化,把电位器与其他电阻接成桥路,当阻值发生变化时,电桥输出一不平衡电压。
11、电容式压差传感器的工作原理是怎样的?
用两块弹性强度性能好的金属平板,作为差动可变的电容器的两个活动电极,被测电压分别置于两块金属平板两侧,在压力的作用下,能产生相应的位移。
当可动极板与另一个电极的距离发生变化时,则相应的平板电容器的容量发生变化,最后由变送器转换相应的电压或电流。
12、流量传感器有哪些类型?
13、液位传感器有哪些类型?
1.浮筒式液位计2.电容式液位传感器
14、空气质量传感器主要用来检测什么的含量?
主要是用于检测空气中的CO2和CO的含量,控制室内的空气质量
15、楼宇控制中有几种类型的控制器?
16、开关式温度控制器的结构是怎样的?
主要应用在什么场合?
空调系统中用于防霜冻的防冻开关
17、开关式微压差控制器主要用在什么场合?
可用于测量空气处理机中的空气过滤器压差或自动控制卷绕式空气过滤器,用于监视风机两端的压差来判断风机的工作状态和用于变风量系统中最大风量的控制。
18、开关式压力控制器是怎样构成的?
应用在什么场合?
主要由组装在一个仪表壳内的波纹管与控制部分构成。
主要用在泵等转机的启停控制上。
19、自力式温度控制器是怎样构成的?
通常用在什么场合?
是集温度传感器,控制器与控制阀为一体的控制装置。
通常应用在采暖散热器上。
20、自力式压差控制器是怎样构成的?
通常用在什么场合?
21、什么是直接数字控制器?
它是怎样工作的?
有什么特点?
以微处理器为基础,不借助模拟仪表而将系统中的传感器或变送器的输出信号输入微型计算机中,经微机计算后直接驱动执行器的控制方式,简称DDC
各种被控变量通过传感器或变送器按一定时间间隔取样的方式读入DDC控制器。
读入的数值与DDC控制器记忆的设定值进行比较,当出现偏差时,按照预先设置的控制规律,计算出为消除偏差执行器需要改变的量,来直接调整执行器的动作。
DDC控制器具有体积小,连线少,功能齐全,安全可靠,性能价格比高的特点。
22、自动控制系统通常分为几类?
23、自动控制系统的控制指标有哪些?
24、阀和阀门执行器是一回事吗?
按照执行机构所使用的能源执行机构分为几类?
不是。
阀门执行器是驱动阀运动到某一位置的动力机构,与阀门不是一个概念。
25、风门和风门执行器是一回事吗?
他们是如何在建筑空调中应用的?
不是,风门执行器是驱动风阀转动的动力机构;风门是用来控制风的流量
改变了风门的阻力,其流动的风量也就相应改变,从而达到了空之风流量的目的。
26、电磁流量计有何特性?
27、简述风机盘管温控器的控制原理,它是什么控制?
模块三
(考试训练)
1、参看原理图,请分析由模拟仪表组成的新风机组控制系统是如何工作的?
答案:
温度传感器TE将送分温度信号送入温度控制器TC-1,通过转换开关TS-1按冬夏工况控制电动双通控制阀TV-1改变进入换热器内的冷热水量,使送风温度恒定。
温度传感器ME通过湿度控制器MC-1控制加湿控制阀HV-1改变进入空气中的水蒸气量来表达到风湿度的相对恒定。
压差开关PdS测量过滤器两侧的压差,通过压差超限报警器PdA-1发出声光信号,以通过有关人员对过滤器进行清洗或更换。
TV-2与风机进行连锁控制,当风机启动后,新风阀在控制系统的作用下自动打开,当风机停止运作时,新风阀在控制系统的作用下自动关闭。
TS为防冻开关。
机组在冬季运作时,如果换热器后的空气温度低于或等于某一温度设定值时,TS动断节点自动断开,使风机停止运作,新风阀TV-2自动关闭。
1、参看系统图,请分析由DDC组成的变露点空调机组是如何自动控制的?
2、参看系统图,分析一下根据室内湿度控制加湿的送风温度控制系统。
四。
参看下面系统图,分析一下压缩式制冷系统监控系统的控制点与控制内容,
并列出所用执行器和传感器的名称。
模块四
(考试训练)
1、如何进行室内温度和相对湿度的测试?
2、热源设备群控与联动控制调试的具体步骤有哪些?
3、“试凑法”的具体整定步骤有哪些?
4、控制系统运行中控制器参数整定时应注意的问题有哪些?
5、调节系统之间有哪些互相干扰现象?
模块五
(考试训练)
1、参看系统图,分析恒压给水系统的工作过程。
答案:
开机后,通过控制系统控制,1#泵从变频器的输出端得到逐渐上升的频率和电压,开始旋转,频率上升到供水压力和流量的相应频率,并随供水管网的供水流量变化而作出响应,调整频率实现调速运行。
如果这时用户的用水量增加,供水量增加到大于Q/3,小于2Q/3值时,1#泵的工作频率上升到工频仍不满足用水要求时,微机发出指令,1#泵自动切换到工频运行,随后指令2#泵进入变频启动,并自动响应其频率满足此时供水管网流量和压力要求。
如果这时供水管网供水流量在上升到大于2Q/3,小于Q值,则与上类似,微机发出指令,2#泵切入工频运行,随后指令3#泵投入变频运行,并响应满足该时供水管网流量和压力所要求的频率运行。
相反如果这时用水过低,供水管网供水流量降到小于2Q/3,大于Q/3值,3#泵的频率降到临界频率,若设备的输出仍大于供水系统的用水量,则微机发出指令,1#泵停止工频运行,3#泵立即响应该时流量相应的频率,如果这时供水流量继续下降小于Q/3,则微机发出指令,2#泵停止工频运行,只有3#泵响应该时流量相应频率,变频运行。
2。
参看系统图,画出监控原理图,列出设备运行状态与参数监控点及常用传感器。
生活供水给水压力测量:
取自安装在生活供水干管上的压力传感器采用压力传感器。
缓冲水池高低水位监测:
去水池高低水位开关输出点,选用浮球磁性开关,溢流报警水位,启泵水位,低限报警水位各一。
泵出口水流开关状态:
水流开关状态输出点,采用靶式流量开关。
1)非变频工况下:
恒速供水泵启停状态:
取自恒速水泵配电杠接触器辅助触点?
恒速供水泵故障报警:
取自恒速水泵配电柜热继电器触点
恒速供水泵手/自动转换状态:
取自恒速水泵配电柜转换开关,可选
恒速供水泵启停控制:
从控制器数字输出接到恒速水泵配电箱接触器控制回路。
2)变频工况下:
变速供水泵启停状态:
取自变速水泵配电柜接触器辅助触点
变速供水泵故障报警:
取自变速水泵配电柜热继电器触点
变速供水泵手/自动转换状态:
取自变速水泵配电柜转换开关,可选
变速供水泵启停控制:
从控制器数字输出接到变速水泵配电箱接触器控制回路
变速供水泵转速控制:
从控制区模拟输出接到变速供水泵电机变频器控制口。
3、分析高位水箱给水系统监控原理,列出设备运行监控点及常用传感器。
常用传感器有:
给水泵启停状态:
取自给水泵配电柜接触器辅助触点
给水泵故障报警:
取自给水泵配电柜热继电器触点
给水泵手/自动转换状态:
取自给水泵配电柜转换开关,可选
给水泵启停控制:
从控制器数字输出接到给水泵配电箱接触器控制回路。
水流开关状态:
水流开关状态输出点
低位水池高,低位监测:
去水池水位开关输出点,一般选用液位开关,溢流报警水位,启泵水位,停泵水位,底限报警水位各一个。
4、分析排水系统的监控原理,列出设备运行监控点及常用传感器。
热交换器一次侧蒸汽与冷凝水回水温度测量:
取自安装蒸汽管与冷凝水回水管上温度传感器,采用管式温度传感器。
热交换器一次侧蒸汽压力测量:
取自安装在蒸汽供气管上的压力传感器,采用水管式。
生活热水供水温度测量:
取自安装在生活热水供水管上的水温传感器输出,采用水管式。
生活热水供水流度测量:
取自安装在生活热水供水管上的流量传感器,常选电磁流量计。
生活热水供水压力测量:
取自安装在生活热水供水管上的液体压力传感器,用水管式。
补水箱水位监测:
取自安装在补水箱上的液位开关,一般有溢流,启泵,停泵,低限报警四个液位开关。
生活热水泵启停状态:
取自生活热水泵配电箱接触器辅助触点
补水泵启停状态:
取自补水泵配电箱接触器辅助触点
生活热水泵故障报警:
取自生活热水泵配电器热继电器触点
补水泵故障报警:
取自补水泵配电器热继电器触点
水流状态:
水流开关状态输出点
一次侧蒸汽流量控制阀门开度控制:
从从控制器模拟输出口输出到一次侧蒸汽阀门驱动器控制输入口。
热水泵启停控制:
从控制器数字输入口输出到热水泵配电箱接触器控制回路
补水泵启停控制:
从控制器数字输入口输出到热水泵配电箱接触器控制回路
5、浮球磁性开关是如何工作的?
当液位在下限时,浮球正置,动锤依靠自重位于浮球下部,干簧管节点处于断开状态。
当液位上升过程中,浮球由于重锤在下部,重心在下,基本保持正置状态不变。
当液位接近上限时,由于浮球被支持点和导线拉住,便逐渐倾斜。
当浮球刚超过水平测量位置时,位于浮球内的动锤靠自重下滑动使浮球的中心在上部,迅速反转而倒置,同时干簧管接点吸合,浮球状态保持不变。
模块六
(考试训练)
1、请设计一个照明控制系统,其典型的控制功能设备应该有哪些组成?
2、参看图,分析柴油发电机组和蓄电池组的监测内容有哪些?
3、请设计一个智能化办公楼的照明控制方案。
4、如何实现电梯系统的多台电梯群控管理系统?
模块七
(考试训练)
1、楼宇设备监控系统的深化设计包括哪些内容?
2、楼宇设备监控系统控制方案的优化内容有哪些?
大作业
3、完成一个商务大厦的BAS系统的初步设计时的思路有哪些?
请完成楼宇设备监控系统的招标说明书。
4、楼宇设备监控系统的工程设计的投标过程与步骤有哪些?
请对某宾馆的楼宇设备监控系统进行工程设计。
产品部分:
1.识图,并说明产品功能及怎样工作.
E
F
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