智能仪器原理及应用(第二版)课后习题部分答案

时间：2025-04-23

智能仪器原理及应用(第二版)课后习题部分答案

1-1. 内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器成为智能仪器。

特点：（1）智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关开实施对仪器的控制从而使仪器面板的

布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连。

（2）微处理器的运用极大的提高了仪器的性能。

（3）智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自

动校准、自动诊断等功能，有力的改善了仪器的自动化测量水平。

（4）智能仪器具有友好的人机对话能力。

（5）智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口，是智能仪器具有可程控操作的能力

1-2. 主机电路用来存储程序数据并进行一系列的运算

和处理；模拟量输入/输出通道用来输入/输出模

拟信号；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪

器之间的联系；通信接口电路用于实现仪器与计

算机的联系，以便使仪器可以接收计算机的程序

命令。

1-3. 监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序，其内容包括：通过键盘输入命令和数据，以对仪器的功能、操

作方式与工作参数进行设置；根据仪器设置的功能和工作方式，控制I/O接口电路进行数字采集、存储；按照仪器设置的参数，对采集的数据进行相关的处理；以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。

1-4. 智能仪器广泛使用键盘，使面板的布置与仪器功能部件的安排可以完全独立的进行，明显改善了仪器面板及有关功

能部件结构的设计，这样即有利于提高仪器技术指标，又方便了仪器的操作。

1-5. 智能仪器组成的自动测试系统是一个分布式多微型计算机系统，系统内的各智能仪器在任务一级并行工作，它们个

子具备的硬件和软件，能相对独立的工作，相互间也可通信，它们之间通过外部总线松散耦合。

特点：自动测试系统具有极强的通用性和多功能性。

1-6. 个人仪器和个人仪器系统充分的利用PC机软件资源，相对于智能仪器来说，极大的降低了成本，大幅缩短了研制

周期，显示出广阔的发展前景。

1-7. 个人仪器系统是由不同功能的个人仪器和PC机有机结合而构成的自动测试系统。

1-8. VXI总线系统即采用VXI总线标准的个人仪器系统，一般由计算机、VXI仪器模块和VXI总线机箱构成。

1-9. 1.确定设计任务：首先根据仪器最终要实现的设计目标，编写设计任务说明书，明确仪器应具备的功能和应达到的

技术指标。2.拟制总体设计方案：设计者应首先一句设计的要求和一些约束条件，提出几种可能的方案。3.确定仪器工作总框图：当仪器总体方案和选用的微处理器的种类确定后，就应采用自上而下的方法，把仪器划分成若干个便于实现的功能模块，并分别绘制出相应的硬件和软件工作框图。4.硬件电路和软件的设计与调试：一旦仪器工作总框图确定后，硬件电路和软件的设计工作就可以齐头并进。5.整机联调：硬件、软件分别装配调试合格后，就要对硬件、软件进行联合调试。

智能仪器原理及应用(第二版)课后习题部分答案

1-10.单片机性能增强、体现在指令指令执行速度有很大提升；单片机集成了大容量片上flash存储器，并实现了ISP和

IAP，单片机在低电压、低功耗、低价位、LPC方面有很大进步；单片机采用了数字模拟混合集成技术，将A/D、D/A、锁相环以及USB、CAN总线接口等都集成到单片机中，大大地减少片外附加器件的数目，进一步提高了系统可靠性能。

单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问（DMA）

能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具备等多方面进行综合考虑。

2-1. A/D转换器技术指标：1.分辨率与量化误差；2.转换精度；3.转换速度；4.满刻度范围。

D/A转换器技术指标：1.分辨；2.转换精度；3.转换时间；4尖峰误差。

分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标，转换精度反映了一个实际A/D转换器与一个

理想A/D转换器在量化值上的差值，用绝对误差或相对误差来表示。

2-2. 逐次比较式A/D转换器转换时间与转换精度比较适中，适用与一般场合。

积分式A/D转换器的核心部件是积分器，速度较慢，但抗干扰性能力强，适用于在数字电压表类仪器中采用。并行比较式A/D转换器，转换速率可以达到很高，但抗干扰能力差，由于工艺限制，其分辨率一般不高于8位。

适用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器。