08精密测控A卷答案

课程考试参考答案（A卷）第页共4页1课程名称：精密测控系统考试时间：120分钟课程代码：8416070试卷总分：100分一、（总计10分）一、（总计20分）画出精密测控仪器的功能结构图，并解释各部分功能。（10分）画出分布式精密测控系统地功能结构图，并解释各部分功能。（10分）被测控对象传感器AD转换器放大器CPU单元包括单片机、ram、rom、片选逻辑键盘、显示(led或lcd)Rs232维护口现场总线或以太网DA转换器功率放大器执行机构被测控对象n工作站通讯前置机被测控对象2被测控对象1工作站工作站服务器服务器前向通道：传感器经过放大器，经放大后由模数转换送入CPU单元处理，计算。后向通道：经过CPU处理后由数模转换，然后经过功率放大器给执行机构。传感器输出的信号为uV-mV或者uA-mA，放大器放大后变为0-1V的信号，AD转换器的选择与信号特性有关，可以选择高速低精度的8位AD，也可以选择16-24位的AD。执行机构包括步进电机、可控硅、MOS管、IGBT等。网络总线是网络仪器的关键部分，可将现场数据传到控制中心，以便管理，从而提高效率，即实现远距离通信。RS232维护口便于仪器的调试和维护，可通过笔记本读出仪器中的数据，下发控制指令。分布式精密测控系统，仪器和测控对象一一对应，仪器用现场总线联网，通过总线上的数据传到控制中心。控制中心的前置机可以将现场总线和以太网的协议相互转换，同时以太网可根据功能设置各种工作站、服务器。装订线课程考试参考答案（A卷）第页共4页2二、（总计20分）（1）误差按出现规律分为哪2种，解释这2种误差。（4分）（2）测量误差的按表示方法分为哪2种：（2分）（3）测量精度的按表示表示方法为哪3种：（3分）（4）按测量的方式分为2种方法：（2分）（5）设间接测量的函数关系为zyxfy,,写出绝对误差，相对误差的传递公式，（4分）（6）设用电功率的定义，间接测量电功率，电流为1A，电压为1V，电流测量误差为0.01A,电压测量误差为0.01V,求电功率的绝对误差和相对误差（5分）误差按规律分为3种：系统误差、随机误差系统误差：在相同条件下，对同一物理量的多次重复测量，其固定的，或按一定规律变化的误差。随机误差：在相同条件下，对同一物理量的多次重复测量，受偶然因素影响，没有一定规律的误差。随机误差服从统计规律。测量误差的表示方法：绝对误差、相对误差测量精度的表示方法：精密度，准确度精确度测量分为：直接测量，间接测量设间接测量的函数关系为zyxfy,,写出绝对误差，相对误差的传递公式，绝对误差传递公式zzfyyfxxfy相对误差的传递公式%100*)lnlnln(zzfyyfxxfyy（6）设用电功率的定义，间接测量电功率，电流为1A，电压为1V，电流测量误差为0.01A,电压测量误差为0.01V,求电功率的绝对误差和相对误差（4分）0.02W,2%三、（总计20分）(1)ain1—ain10的功能ad输入通道(2)P0.0—P0.7的功能io口，或者低8位数据地址线(3)写出PGAPWMPLLUART的英文全程和中文解释programgainamplifier程控增益放大器,pulsewidthmodulater脉宽调制器,phaselockloop锁相环,UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter通用异步收发器(4)写出ADuC848CPU核的主要组成部分。单周期8052cpu核，2K片外访问ram,4Keeprom,62KFlash,56K软件在线可编程，3个16位定时器，1个看门狗定时器，1个波特率独立编程异步串口，2个外中断。(5)写出ADuC848片内的主要外设部件。8个16位ad通道，2路pwm，3个16位定时器，1个看门狗定时器，1个波特率独立编程异步串口，2个外中断。1个spi接口，1个iic接口，时钟管理模块，电流源模块，(6)ADuC848可扩展的外部数据空间最大可达多少，画出简图。16M课程考试参考答案（A卷）第页共4页3四、（总计20分）下图为湿度传感器检测电路，说明其工作原理，最终输出什么检测信号？(从刚接通电源开始描述)（10分）标明图上电阻阻值，电容容值，稳压管稳压电压。（4分）为什么要R12R13?（2分）如何调整周期？C4变小，信号会怎样变化？（2分）影响测量精度的因素有哪些？（2分）答：R21为稳压管的限流电阻200欧姆，稳压管电压3.5V，R10=R11=R8=R9=R12=R13=几K欧姆，湿敏电容用cx=0.01u替代，参考电容用cr=0.1u；刚接通电源时Vc1=Vc2=VCC/2=2.5V，参考电压Vr=3.5V，所以2个三极管截止，2个电容进入充电状态，Cx电容小充电快，Vc1》3.5V则Vo输出高电平。Cr大充电慢当充到3.5V比较器Vo2输出高电平，2个电容瞬间通过三极管放电，三极管工作在开关状态，放电后Vc1=Vc2=2.5V又恢复到刚接通电源状态。又开始下一轮充电过程。可见周期T由Cr，R11，R9决定，Cr*(R11+R9)越大则周期越长。输出量Vo的高电平时间t由Cx，R10,R8决定，Cx*(R10+R8)越大髙电平时间越长，所测量的信号为Vo，是占空比信号。改变Cr可以改变周期。课程考试参考答案（A卷）第页共4页4C4变小，Vo的高电平时间会变小。比较器Lm339的输出级为OC门，所以需要上拉电阻。没有上拉电阻无法输出高电平。影响精度的因素，与充电时间参数有关，即Cx，R10,R8，与比较器的负端输入Vr有关，同时与电源电压有关。所以电阻R10,R8要很稳定，稳压二极管要很稳定，电源电压要很稳定。三极管的导通速度越快越好，导通电阻越小越好。五、（总计20分）1次插值公式：第一段：x1=10,x2=20,x3=40;y1=1.05,y2=2.09,y3=4.12;a1=(y2-y1)/(x2-x1)=0.104;a0=y1-a1*x1=0.01;ChaZhi1=a0+a1*15=1.57;第二段：a1=(y3-y2)/(x3-x2)=0.1015;a0=y2-a1*x2=0.06;ChaZhi2=a0+a1*30=3.105;温度值为3℃时，ChaZhi1=(3-a0)/a1=28.96=291次拟合公式：xSum=x1+x2+x3=70;ySum=y1+y2+y3=7.26;Mulsum=x1*y1+x2*y2+x3*y3=217.1;SquareSum=(x1*x1+x2*x2+x3*x3)=2100;delta=3*SquareSum-xSum*xSum=1400;a0=(SquareSum*ySum-xSum*Mulsum)/delta=0.035;a1=(3*Mulsum-xSum*ySum)/delta=0.1022;f(30)=a0+a1*22000=3.101;输入信号Vis等效输入噪声Vin输出信号Vos等效输出噪声Von