中国石油大学--数据采集--考试习题答案.doc

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1、第1章绪论1.数据采集的定义：将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。2.数据采集系统的组成：硬件和软件。(传感器：将非电量转换为电信号。多路开关：分时切换各路模拟量与采样／保持器的通路。程控放大器：对模拟信号进行放大。采样/保持器：保持模拟信号电压。A/D转换器：将模拟信号转换为数字信号。接口电路：将数字信号进行整形或电平调整。微机及外部设备：管理和控制数据采集系统。定时与逻辑控制电路：产生逻辑控制信号，控制时序。)3.数据采集系统性能的好坏是如何评价的?1)采样精度:精度越高，系统性能越好-分辨率2)采样速度

2、:速度越快，系统性能越好-采样率3)通道数：通道数是指数据采集板卡能够同时输入的信号路数。4.数据采集的任务是什么？1)采集传感器输出的模拟信号，并转换成数字信号，然后送入计算机。2)系统计算机对数字信号进行处理，得到所需的数据。5.画出数据采集系统的硬件组成框图，并说明各组成部分的作用第2章采集系统常用的传感器1.传感器的定义：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。2.传感器标定的基本方法是什么？静态标定，1.将传感器全量程(测量范围)分成若干等间距点。2.根据传感器量程分点情况,由小到大、逐点递增输入标准量值,并记录下与各点输入值相对应的

3、输出值。3.将输入量值由大到小逐点递减,同时记录下与各点输入值相对应的输出值。4.按2)、3)所述过程,对传感器进行正、反行程往复循环多次(一般为3～10次)测试,将得到的输出-输入测试数据用表格列出或画成曲线。5.对测试数据进行必要的处理,根据处理结果就可以得到传感器校正曲线，进而可以确定出传感器的灵敏度、线性度、迟滞和重复性；动态标定，传感器动态标定实质上就是通过实验得到传感器动态性能指标的具体数值（实验确定法）。实验确定法常因传感器形式不同而不完全一样，一般可分为阶跃信号响应法、正弦信号响应法、随机信号响应法和脉冲信号响应法。3. 在选择传感器时传感器和A/D转换

4、器的精度哪一个应该更高些?为什么?A/D转换器4.简述选用传感器的原则1）可靠性：产品的性能参数均处在规定的误差范围内；2）灵敏度：传感器灵敏度越高越好；3）响应特性：影响特性必须满足；4）精确度：应从实际出发尤其应从测试目的出发来选择；5）线性范围：在线性范围内输入与输出成比例关系；6）稳定性：保证较长的使用时间。1.根据测量对象和环境确定类型首先，认真分析测量工作，考虑采用哪种原理的传感器进行测量，因为即使测量同一物理量，也可以通过不同的原理实现。其次就得考虑量程、体积（空间是否足够）、安装方式、信号类型（模拟还是数字信号）、测量方式（直接测量还是间接测量）等等2.

5、精度传感器的精度等级关乎到整个系统精度，是一个非常重要的参数。一般，精度越高，价格越贵。所以我们选择的时候，得从整体考虑，适合自己的才是最好的，不要一味追求所谓的高精度，除非在需要定量测量精确值的场合，我们才选用精度等级高些的传感器。3.灵敏度的选择灵敏度指输出量的增量与相应的输入量增量之比。我们得正确认识该参数，它分为两方面：1、在线性范围内，灵敏度高，输出信号值比较大，这是优点。2、灵敏度高，与测量无关的外界噪声也容易混入，在处理过程中，影响精度。4、线性范围线形范围是指输出与输入成正比的范围，所以我们都希望线性范围越宽越好，线性范围越宽，量程就大，精度就高。但是任

6、何传感器的线性范围都是相对的。我们只需要把测量量估算好，以便在线性范围内。5、频率响应特性在测量过程中，传感器的输出总有一定的延迟，跟实际值也有一定的差别。所以我们希望频率响应快一点，这样延迟时间就短一点。但由于受到结构等特性的影响，频率也难以提高。6、稳定性稳定性指使用时间长了以后，其性能还能维持不变的能力。影响稳定性的因素除自身原因外，主要是环境因素。因此，选用的传感器要具有较强的环境适应能力，适当的时候还得采取保护措施。5、测量位移可用哪几类传感器？举出三种，试说明原理。1）变面积式电容传感器：当动极板移动△x后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，可以通过电容

7、变化量计算位移2）电感传感器：被测物体的位移将引起空气隙的长度发生变化，使得气隙磁阻的变化，导致了线圈电感量的变化3）霍尔传感器：将线性型霍尔传感器置于中间，中间的点磁感应强度为零，可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。6、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？提高其灵敏度可以采取哪些措施，带来什么后果？因素：极板面积，极板间距，介电常数。措施：减小间距，采用差动式结构。后果：减小间距会带来非线性误差。7、简述传感器的分类方法及特点。1）按被测物理量来分：对应的传感器分