《微机测控系统原理与设计》习题解答

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1、《微机测控系统原理与设计》习题解答本习题解答是高等学校教材《微机测控系统原理与设计》（曹江涛、孙传友主编，高等教育出版社2014年1月出版）全书各章习题的参考答案。第1章1、为什么说系统技术是信息的源头技术?答：信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量技术则是关键和基础。仪器是一种信息的工具。如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头。因此说，仪器技术是信息的源头技术。2、为什么现代测控系统一般都要微机化?答：将微型计算机技术引入测控

2、系统中，不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题，而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度和可靠性，显著增强测控系统的自化化、智能化程度，而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等等。3、微机测控系统有哪几种类型?画出它们的组成框图答：测控仪器或系统可分为三大类——单纯以测试或检测为目的的“测试(检测)仪器或系统”，单纯以控制为目的的“控制系统”和测控一体的“测控系统”。微机化检测系统框图微机化控制系统框图微机化测控系统框图4、什么是单片机？为什么有人又称它为嵌入式控制器或微控制器？答：单片机是指在一块芯片上集成了计算机的基本部件，包括中央处

3、理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)、输入/输出接口(I/O)、计数器/定时器以及其他有关部件。这样一块集成电路芯片具有一台微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。单片机主要应用于测控领域。由于单片机在使用时，通常处于测控系统的核心地位并嵌入其中，所以国际上通常把单片机称为嵌入式控制器或微控制器。5、微机测控系统的主机哪几种类型?怎样选择？答：目前微机测控系统采用的主机有PC机、PLC、单片机等。在实际应用中，应根据应用规模、控制目的和控制需要等选用性价比高的计算机。例如，对于小型控制系统、智能仪表及智能化接口，尽量采用单片机模式；对

4、于新产品开发或用量较大，为了降低成本，也可采用单片机模式；对于中等规模的控制系统，为了加快系统的开发速度，可以选用PLC；对于大型的生产过程控制系统，最好选用PC机。如果控制现场环境比较好，对可靠性要求又不是特别高，可以选择普通的PC机，否则还是选择工业PC机（即工控机）为宜。6、在家用电器中使用单片机应属于微计算机的（）A．辅助设计应用，B.测量、控制应用，C.数字计算应用，D.数据处理应用答：B第2章1、模拟输入通道有哪几种类型?各有何特点?答：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，多路模拟输入通道可分为集中采集式(简称集中式)和分散

5、采集式(简称分布式)两大类型。集中式的特点是多路信号共同使用一个S/H和A/D电路，模拟多路切换器MUX对多路信号分时切换、轮流选通到S/H和A/D进行数据采集。分布式的特点是每一路信号都有一个S/H和A/D，因而也不再需要模拟多路切换器MUX。每一个S/H和A/D只对本路模拟信号进行数字转换即数据采集，采集的数据按一定顺序或随机地输入计算机。2、什么情况下需要设置低噪声前置放大器?为什么?答：由于电路内部有这样或那样的噪声源存在，使得电路在没有信号输入时，输出端仍输出一定幅度的波动电压，这就是电路的输出噪声。把电路输出端测得的噪声有效值折算到该电路的输

6、入端即除以该电路的增益K，得到的电平值称为该电路的等效输入噪声。如果加在该电路输入端的信号幅度小到比该电路的等效输入噪声还要低，那么这个信号就会被电路的噪声所“淹没”。为了不使小信号被电路噪声所淹没，就必须在该电路前面加一级放大器——“前置放大器”。只要前置放大器本身的等效输入噪声比其后级电路的等效输入噪声低，加入前置放大器后，整个电路的等效输入噪声就会降低，因而，输入信号就不会再被电路噪声所淹没。3、图2-1-14(a)所示采集电路结构只适合于什么情况?为什么?答:图2-1-14(a)所示采集电路仅由A/D转换器和前面的模拟多路切换器MUX构成，只适合

7、于测量恒定的各点基本相同的信号。因为恒定信号不随时间变化，无须设置S/H,各点基本相同的信号无需设置PGA。4、DFS-V数字地震仪属于集中采集式数据采集系统。zms采样48道时去混淆滤波器截止频为125Hz。为提高勘探分辨率欲将采样周期改为1ms。试问：地震仪的信号道数和去混淆滤波器截止频率要不要改变?怎样改变?为什么?答：据题知，，，代入公式(2－1－38)计算得该地震仪的A/D转换器的转换周期为，为提高勘探分辨率欲将采样周期改为1ms，则信号道数应减小为，否则A/D转换器就转换不过来。据题知，，，代入公式(2－1－17)计算得C=5，将C=5和TS

8、=1ms代入公式(2-1-17)计算得，抗混叠滤波器截止频率应减小为，将代入公式