计算机测试与控制复习题及答案Word文档下载推荐.docx
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(6)抗混叠滤波器的作用?
(7)采样保持器的主要参数,A/D转换加或不加采样保持器转换信号允许的最高频率分别为多少?
(8)十进制A/D(如3位半)和二进制A/D(如8位)的分辨率如何计算?
(9)模拟量输入通道A/D转换器选择的主要依据是什么?
(10)模拟量输出通道的结构类型有哪几种?
(11)为什么模拟量/开关量输出通道要通过锁存器与计算机数据总线相连?
D/A芯片中集成两级锁存器结构的用途是什么?
(12)开关量输入通道为什么通过输入缓冲器与计算机数据总线相连?
(13)机械开关闭合状态输入往往出现信号抖动,可以采用什么措施可靠读入开关状态信息?
(14)开关量输出驱动感性负载可能引起的干扰或潜在危害是什么?
可以采取的主要保护或抑制措施有哪些?
(15)固态继电器与机械触点继电器比的优点有哪些?
(16)了解步进电机驱动原理,能够画出三相步进电机单三拍正反转驱动波形、六拍驱动正反转波形、双三拍正反转驱动波形。
(17)了解直流电机PWM调速原理
(18)单元电路级联设计中,若分别要求信号源馈送给负载的电压、电流、功率最大,则对级联单元间阻抗匹配的要求是什么?
(19)信号以电压形式传输的模拟电路中,在前后级电路之间什么情况下需要插入电压跟随器,什么情况不需要,为什么?
(20)单元电路之间信号耦合方式有哪些种类?
光电耦合为什么抗干扰能力强?
(21)单片机与CPU的区别?
MCS-51单片机是多少位单片机?
其数据线多少位?
地址线多少位?
外扩程序存储器空间和数据存储器空间最大为多少?
这两个空间是否重叠?
(22)单片机外部存储器、扩展可编程器件寻址方式(线选法、译码法)原理
(23)串行通信与并行通信的区别?
同步和异步通信的区别?
(24)什么是全双工、什么是半双工通信方式?
(25)RS232C标准的电气特性(电缆长度、逻辑电平、通信速率)
(26)LED显示器共阴极、共阳极结构及7/8段字型编码
(27)LED静态显示方式和动态显示方式原理及优缺点
(28)键盘输入防抖动软/硬件设计
(29)矩阵键盘扫描输入法和线反转法原理
3测量数据处理
(1)量程切换的目的什么?
量程切换计算公式
(2)0.1~10V输入电压,采集系统A/D转换器为10位、基准电压为5V,要求读数精度大于0.5%,计算设置量程切换分档,并给出每段的放大倍数。
(3)零位误差的定义?
测控系统如何校正零位误差?
(4)非线性校正采用的插值与拟合法基本概念(两种方法在校准点处,校正曲线值有何差别?
)
(5)在越限告警设计中,采用报警回差带代替固定阈值的优点是什么?
(6)通过数字滤波能够降低噪声,提取有用信号的前提条件是什么?
(7)采用数字滤波器实现极低频带低通滤波器与采用硬件电路实现的优点?
(8)各种数字滤波器的应用场合、滑动滤波算法的特点?
4PID控制算法及改进
(1)标准模拟PID算法公式
(2)数字位置型PID算法、数字增量型PID算法公式、位置型PID算法的增量形式表示;
(3)增量型PID算法与位置型PID算法相比的优点?
(4)模拟PID控制器直接由相应的数字PID控制器替代,其控制质量将降低还是提高,为什么?
(5)为什么标准数字PID算法的微分项常常需要改进?
(6)什么是积分饱和现象?
如何克服积分饱和?
(7)消除积分不灵敏区的方法?
(8)数字PID参数选择中采样周期的上限值是多少?
(9)常见被控量经验采样周期(大概了解各种参量的采样周期的数量级)
(10)了解扩充临界比例度法、扩充响应曲线法、归一参数整定法等数字PID控制参数的整定方法。
(11)什么是手动/自动、自动/手动控制的“无平衡无扰动的切换”?
(12)如何实现手动到自动无扰切换?
如何实现自动到手动无扰切换?
5监控程序部分可以忽略
6抗干扰设计
(1)形成噪声干扰的三要素
(2)电容耦合、电感耦合、共阻抗耦合等对应的主要噪声源,通常所采取的主要抗干扰措施。
(3)差模噪声、共模噪声的概念及共模抑制比。
(4)了解差模干扰的抑制方法、共模干扰的抑制方法。
(5)什么情况会形成“接地环路”?
“接地环路”对测量结果的影响?
(6)单点接地和多点接地对应的不用应用场合。
(7)串联单点接地方式下,为使干扰最小,应把电平高还是电平低的电路安置在接地点最近的地方?
(8)什么是长线传输中的“反射”现象?
产生的原因是什么?
如何抑制这种干扰?
(9)印制板设计中模拟地和数字地应该如何布置?
(10)印制电路板中去耦电容的作用?
应该布置在什么位置?
(11)软件抗干扰措施的前提条件?
(12)主要软件抗干扰措施的原理(重点C语言可实现的方法)
(13)什么是“看门狗”技术?
“软件看门狗”和“硬件看门狗”实现单点结果有何差别?
(14)什么是“热启动”?
什么是“冷启动”?
怎么自动识别当前启动属于哪一种启动?
(15)硬件复位和软件复位结果的不同?
如何在系统中自动区别上述两种复位?
(16)虚拟仪器的概念?
主要的仪器总线有哪些?
仪器总线和计算机总线的主要区别是什么?
(17)什么是现场总线?
主要的现场总线有哪些?
3、绪论部分
(5)计算机测控系统的特点和功能?
①自动对零功能
②量程自动切换功能
③多点快速测控
④数字滤波功能
⑤自动修正误差
⑥数据处理功能
(6)了解计算机测控系统主要组成框图
(7)测控通道主要包括哪几种类型?
模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量输入通道、开关量输出通道
(8)计算机测控系统的工作步骤主要分为哪三步?
①实时数据采集:
通过测量变送装置完成被控量的瞬时值的检测和输入。
②实时控制决策:
对采集的数据进行分析和处理,按预定的控制策略决定采取何种控制行为。
③实时控制输出:
根据控制决策,向执行机构发出实时控制信号,完成系统控制任务。
“实时”的含义是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间间隔内完成。
4、测控通道部分
(30)多通道模拟量输入通道结构形式有哪几种、各自的特点?
按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个可分为两种:
①集中采集式:
有分时采集型和同步采集型两种。
多路分时采集分时输入:
共用采样/保持器(S/H)和A/D电路,电路简化,存在时间偏斜误差,适合中低速测试系统;
多路同步采集分时输出:
实现同步采样,信号路数较多时采样率不可能太高。
②分散采集式:
每一路信号都有一个S/H和A/D,多路同时采集同时输入。
(31)为什么电流输出传感器比电压输出传感器更适合信号远距离传输?
电流型信号既能保证精度又抗干扰,理想情况的外特性,相当于一个非常大的电压源串联了一个非常大的内阻。
传输线上的电阻和接线处的接触电阻只要不太大,只要和负载电阻之和仍然远远小于信号源内阻,就可以认为不影响收到的电流大小,仍然等于信号源的“短路电流”。
①4-20mA电流传感器可以用来检测电路中是否有断线,对于0-20mA,上电就为0,坏了也是0mA,改为4mA,如果线路损坏、断路,就是0mA,正常就是4mA;
②变送器电路没有静态工作电流将无法工作,信号起点电流4mA.DC就是变送器的静态工作电流。
(32)模拟量输入调理电路的作用主要有哪些?
实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波、零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等
(33)模拟量输入调理中前置放大器的作用?
作用:
多数传感器输出信号都比较小,必须选用前置放大器进行放大。
低噪声前置放大器安排在滤波器之前,防止小信号被电路噪声淹没,有利于减少电路的等效输入噪声。
(34)主放大器与前置放大器有什么区别?
主放大器:
采集电路中的放大器。
任务是将模拟信号数字化。
前置放大器设置在模拟调理电路前端,它是为减小模拟输入通道的等效输入噪声提高系统接收弱信号的能力而设置的,放大的是连续电信号。
主放大器设置在数据采集电路的MUX与S/H之间,放大的是经模拟多路切换器采样或选通的离散信号,它是为了提高数据采集电路的数据转换精度和数据转换范围而设置的
依据:
如果被测量的多路模拟信号都是恒定或变化缓慢的信号,而且各路信号的幅值也相差不大,那就没必要设置主放大器。
(Vij随i和j变化不大)
选取:
①程控增益放大器:
被测量的多路模拟信号都是恒定或变化缓慢的信号,但是各路信号的幅值相差很大;
(Vij不随j变化但随i变化很大)
②瞬时浮点放大器:
被测量的多路模拟信号是随时间变化很快很大的信号,而且同一时刻各路信号的幅度也不一样。
(Vij随i和j变化)
(35)抗混叠滤波器的作用?
滤掉被采样信号中高于fs/2的频率分量,消除混叠失真。
由于实际低通滤波器的幅频特性不是矩形,即其下降陡度是有限值,而抗混叠滤波器的陡度应能保证把高于fs/2的干扰衰减到A/D的最小量化电平以下。
(36)采样保持器的主要参数,A/D转换加或不加采样保持器转换信号允许的最高频率分别为多少?
主要参数:
孔径时间(从发出保持指令到模拟开关完全断开时间tAP)、捕捉时间(从发出采样指令后S/H输出电压从原来保持值过渡到跟踪输入信号所需时间tAC)
①不加采样保持器:
A/D的位数m,不加A/D转换时间为tc
②加采样保持器:
如果采样保持器的捕获时间为TAC、孔径时间为TAP、A/D转换时间为tc,为使孔径时间造成的误差小于1LSB,则输入信号的最高频率:
而满足采样定理的输入信号的最高频率:
(37)十进制A/D(如3位半)和二进制A/D(如8位)的分辨率如何计算?
3位半A/D:
输出为四位,最高位只输出0和1,其他三位可显示0到9各位数
分辨率
二进制A/D:
8位:
已知分辨率计算位数:
(38)模拟量输入通道A/D转换器选择的主要依据是什么?
①位数的确定(信号的动态范围、转换精度):
②A/D转换速率的确定
转换速率(单位时间内所能完成的转换次数)应由转换时间tc和休止时间t0二者共同决定:
(39)模拟量输出通道的结构类型有哪几种?
①数据分配分时转换结构②数据分配同步转换结构
③模拟分配分时转换结构
(40)为什么模拟量/开关量输出通道要通过锁存器与计算机数据总线相连?
D/A转换需要一定时间且测控计算机接口总线不能被D/A独占,所以D/A输入端必须设置锁存器,以提供数据锁存功能。
两级锁存器:
能实现多通道D/A的同步转换输出
(41)开关量输入通道为什么通过输入缓冲器与计算机数据总线相连?
输入缓冲器的作用是将外部开关量输入设备与计算机总线隔离,当需要读入开关量状态信息时,缓冲器接通,使开关量数据通过总线读入计算机。
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