智能仪器设计复习题
1. 简述智能仪器的概念？智能仪器有哪几种结构形式？对其作简要描述。
智能仪器是计算机技术、通信技术、传感器技术、电子集成技术等多学科技术与传统测量仪器相结合的产物， 是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器。
两种结构形式：微机内嵌式和微机扩展式。微机内嵌式是将单片或多片的微处理器与传统仪器有机地结合在一 起形成的单机，其形态是仪器。微机扩展式是以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。个人计算机仪器(PCI) 或称微机卡式仪器。其形态可以是计算机。
2. 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
四个层次：聪敏仪器类、初级智能仪器类、模型化智能仪器类和高级智能仪器类。聪敏仪器类是以电子、传感、 测量技术为基础；初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术；模 型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了系统识别和模式识别方法；高级智能仪器类特点是具有人工智能。
3. 试述智能仪器的特点和典型功能。
特点：汇集各种高新技术，测量过程软件控制，强大的数据处理功能，多功能化，操作自动化，对外开放性。 典型功能：数据分析和处理功能，自测功能和友好人机对话功能。
4. 画出智能仪器的基本结构，并说明各部分的功能。
内嵌式 扩展式
5. 智能仪器的微处理器主要有哪些系列？
基于 8051 内核的单片机、PIC 系列单片机、AVR 系列单片机、MSP-430 系列单片机、基于 ARM 内核的单片机、 数字信号处理器 DSP
6. 以 8051 为内核的单片机制造公司有哪些？它们各有什么特点？
Intel 公司：技术性能及开发手段都较成熟，价格低廉，可重复编程和方便功能扩展 Atmel 公司：采用 CMOS 工艺、ISP（在系统编程），对 8051 的接口功能作了必要的扩充 Philips 公司：可以通过关闭不用的 ALE，改善单片机的 EMI 电磁兼容性能；特有双 DPTR 指针；UART 串行口增 加了从地址自动识别和帧错误检测功能 Silicon Lab 公司：采用 CIP-51 内核大力提升 CISC 结构运行速度；I/O 口从固定方式到交叉开关配置
7. C8051 系列单片机增加了哪些数字外设？在实际应用中有什么优势？
数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。
8. 什么是 ARM？它有什么特点？
ARM 是英国的著名半导体设计公司，也是一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。 ARM 公司设计的基于精简指令集计算机（RISC）结构的微处理器核，具有耗电少、成本低、功能强、特有 16/32 位双指令集的特征。
9. DSP 芯片的主要用途是什么？简述 DSP 的特点。
主要应用是能够实时快速地实现各种数字信号处理算法。 特点：在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；片内 具有快速 RAM，可通过独立数据总线在 2 种 RAM 中同时访问；快速的中断处理和硬件 I/O 支持；具有在单周期内操
作的多个硬件地址产生器；可以并行执行多个操作；支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
10. 设计智能仪器时怎样选择微处理器？应考虑哪些因素？
选择处理器时，应根据任务需求，考虑微处理器的性能、片内硬件资源、成本和实现是否方便来选择。 考虑因素：速度、精度、字长和寻址空间。
11. 简述串行外设接口（SPI）和多通道缓冲串行口（McBSP）的基本原理。
答案暂无
12. 数据采集系统主要实现哪些基本功能？
信号采集、信号调理、模数转换、微机显示数据、处理数据、记录数据和传输数据。
13. 数据采集系统有哪几种组成结构？简要说明几种结构的特点和适用的场合。
单通道数据采集系统：结构简单，成本低，只能采集一路信号。 多通道一般型数据采集系统：多路信号共用一个 S/H 和 ADC，电路结构简单、成本低；采集速度低，分时采集， 不能获得多路信号同一时刻的数据，对于要求多路信号严格同步采集的系统是不适用的。 多通道同步型数据采集系统：可以实现同步采集和分时 A/D 转换；多路信号的 A/D 转换是分时进行的，工作速 度较低。 多通道独立型数据采集系统：每一通道有独立的 S/H、ADC 电路，可以实现同步采集和高速采集；成本较高。 网络式数据采集结构: 采集通道数多，采集数据量大，便于横向扩展，数据易于存储、集中管理；设计复杂、 成本高、重点要考虑站点间数据同步的准确性和效率
14. 数据采集系统中的前置放大器一般设置在调理电路的最前端，为什么
（图，计算过程，比较，结论）
15. 为什么要在数据采集系统中使用测量放大器？如何选择？
在测量时，来自传感器的信号一般都是比较弱的低电平信号，不适合直接进入 A/D 转换器。放大器的作用是将 微弱信号进行放大，以便能充分地利用 ADC 的满刻度分辨率。
测量放大器应高输入阻抗，反应时间快；频率响应范围宽；高抗共模干扰能力；低漂移、低噪声及低输出阻抗。 放大器的增益 K 应满足两个条件：既不能使 A/D 溢出，又要满足转换精度的要求
所需放大器增益 K：
16. 通用运算放大器的主要参数有哪些？
主要参数：输入失调电压、输入失调电压的温漂、共模抑制比
输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温漂；差模开环直流电压增益、电源电压抑制比；输出峰-峰值电压、最大共模输 入电压、最大差模输入电压；开环带宽、单位增益带宽、全功率带宽；转换速率、建立时间；等效输入噪声电压；差模输入阻抗、共 模输入阻抗、输出阻抗。
17. 在设计数据采集系统时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？
通道数量、泄漏电流、导通电阻、开关速度、芯片电源电压范围。
18. 采样周期与哪些因素有关？如何选择采样周期？（答案待定）
采样周期与被转换信号周期有关，采样周期应小于被转换信号最大周期的 1/2。
19. 当 A/D 转换器的满标度模拟输入电压为+5V 时，8 位、12 位 ADC 的绝对量化误差和相对量化误 差分别为多少？（计算）
20. 在设计一个测量仪器系统时，选用 A/D 转换器时，应考虑哪些问题？
模拟输入电压的量程、能测量的最小信号、非线性误差、每完成一次转换需要时间、对输入信号的要求、是否 需要预处理。
21. 简述 ADC 的主要技术指标。
1）转换精度：a 分辨率和量化误差；b 转换误差；2）转换时间
22. 能否说一个带有采样/保持器的数据采集系统，其采样频率可以不受限制？为什么？
答案暂无
23. 设计一个模拟量输入通道，输入为交变信号，f=200Hz，电压范围 0~20V，转换时间小于 50μs， 分辨率为 10mV，通道误差小于 0.1%。（计算）
课件《智能仪器设计基础-4（数据采集 2）》36 页
24. 简述∑-Δ 型 A/D 转换器中，过采样、噪声整形及数字抽取滤波的原理。
25. 如果一个数据采集系统，要求有 1%级精度性能指标，在设计该数据采集系统时，怎样选择系统 的各个器件？
26. 一个数据采集系统的采样对象是粮库的温度和湿度，要求测量精度分别是±1℃和±3%RH，每 10min 采集一次数据，应选择何种类型的 A/D 转换器和通道方案？
27. 模拟量输出通道一般有哪几种形式？每种结构的特点是什么？ 28. D/A 转换器与微处理器连接时一般有哪几种接口形式？试举例说明当 DAC 数据总线宽度与微处
理器总线宽度相同或高于微处理器总线宽度时，微处理器对 DAC 的控制方式。 29. 微处理器的输出信号驱动执行机构时应考虑哪些问题？ 30. 电路如下图所示，图中R＝10kΩ，RF＝30kΩ，d0、d1为输入的数字量。当数字量为“0”时，电子
开关S0、S1接地；为“1”时，开关接+5V。要求写出输电压u0与输入的数字量d0、d1之间的表达 式。
31. 说明 DAC0832 的特点。其输出信号是电流信号还是电压信号？其输出的信号还需要怎么处理？ 画出其处理的电路图。
32. 试设计一个用数字输出口控制光电耦合器的电路，分析其工作原理。 33. 设计一个由 8 位 D/A 转换器构成的任意波形发生器（电路中包括时钟、地址发生器、偏移地址累
加器、数据存储器等），说明其工作原理，并给出改进设计的意见。 34. 量程自动转换技术的基本要求有哪些？为防止大幅值信号进入输入级造成电路的损害，量程转换
电路中一般怎样进行保护？ 35. 下图是一个由输入衰减器和放大器组成的量程转换的原理性电路（K5 闭合时为自测试状态，本题
中的问题是在 K5 断开时进行的）。S 为继电器开关，控制 100∶1 衰减器是否接入。K5～K10 是场 效应管模拟开关，控制放大器不同的增益。继电器开关 S、K5～K10 在微机发出的控制信号的控 制下，形成不同的通、断组合，构成 0.1V、1V、10 V、100 V 和 1000 V 五个量程以及自动测试 状态。请问： （1） 若后续 A/D 转换电路的输入范围为 0～3.2 V，请分析各种组态（不同量程）时的开关状态，
并给出当前状态下的电路放大倍数； （2） 根据量程变换的基本要求设计五个量程时的电压输入范围（升、降量程的阈值）； （3） 设计电路，用微机控制实现量程的自动转换，并编写转换的程序流程或编写程序。
100 k?
S
S
Hi
.1
.2
+
9.9 M?
A
Lo
-
100 k?
K10
Uo K8
K7
21.6 k? K9
K6
9 k?
+15V
147 k? K5
1 k?
36. 简述键抖动现象，说明软件去抖处理方法。 37. 如何消除键连击及串键现象；说明如何合理利用键连击现象实现“长按”和“短按”功能。 38. 触摸屏的种类主要有哪些？简述电阻式和电容式触摸屏的原理及特点。 39. 请叙述用状态矩阵法设计监控程序的步骤，并说明该方法的特点。 40. 以一 8 回路温控仪为例说明用状态矩阵法设计键盘监控程序的设计过程。要求根据仪器功能绘制
状态图，根据状态图给出状态表，确定按键编码值，并给出程序设计流程图。
8 回路温控仪面板
C
△
R
P
▽
S
6 个按键定义：
? C 键：回路号 1～8，第 8 路为环境温度补偿信号，其余为温控点的温度信号； ? P 键：参数号，对应设定值、实测值、PID 参数值、上下限报警值、输出控制值等 8 个参数； ? △键：加 1； ? ▽键：减 1； ? R 键：运行； ? S 键：停止。
温控仪按键序列定义
按键序列
功能
[回路号]、 [运行]
启动 1～7 路中的一路运行
[停止]
停止当前回路的运行
[回路号]
回路号+1
[回路号]、[参数号] [回路号]、[参数号] 、[加 1]
参数号+1，执行 CiPi 对应的子程序 当前回路的 P 参数+1
[回路号]、[参数号] 、[减 1]
当前回路的 P 参数-1
本次按键 R（运行） S（停止） C（回路号） P（参数号） △[加 1] ▽[减 1]
按键状态表
现行状态
动作程序内容
C（回路号）为 1～7
启动运行某一回路
C（回路号）为 1～7
停止运行某一回路
回路号+1
C（回路号） C[回路号]、P[参数号]
参数号+1,执行 CiPi 对应的子程序 当前回路的 P 参数+1
C[回路号]、P[参数号]
当前回路的 P 参数—1
复习资料：参看《课件》、《教材》以及《实验指导书》等相关资料。
《智能仪器原理及应用》测试题 一、填空题（每空1分共25分） 1、模拟量输入通道包括、。 2、为了将A/D转换器中的运算放大器和比较器的漂移电压降低，常采用 技术。 3、克服键抖动常采用的措施、。 4、总线收发器的作用。 5、最基本的平均滤波程序是，改进型 有、、。 6、多斜式积分器有，其优点是，还有一种是，其作用是。 7、在通用计算机上添加几种带共性的基本仪器硬件模块，通过软件来组合成各种功能的仪器或系统的仪器称为 或。 8、ADC0809，假定REF+=+5V，VREF-接地，则模拟输入为1V时，转换成的数字量为，若REF+=+2.5V，VREF-接地则模拟输入为1V时，转换成的数字量为 9、数字存储示波器可预置四种触发方 式、、、。 10、智能仪器自检方式有三种、、。 二、简答（每题5分共35分） 1、简述自由轴法测量原理。 2、系统误差的处理方法。 3、简述三线挂钩过程及作用。 4、智能仪器的设计要点。 5、若示波器屏幕的坐标刻度为8×10div，采用10位A/D，2K 存储器，则该示波器的垂直与水平分辨率各为多少？
6、简述线路反转法原理。 7、简述D/A双极性输出电路原理 三、综合 1、（20分）在一自动控制系统中，有温度、压力、流量三个待测量，试设计一测量电路，要求使用8位A/D，4位LED及相关逻辑电路。 （1）画出硬件连接图 （2）写出器件型号（CPU、A/D） （3）根据连接图，写出三通道的地址。 （4）简述测量过程。 2、（20分）下图为某一通用计数器框图 (1) 要测量10Hz的信号，试计算应选用的时标及闸门时间。 (2) 简述测量过程 (3) 其最大计数误差是多少？ (4)为减小误差，应采用什么方法？ 《智能仪器设计基础》试题 一、判断题（每题 2 分，共 20 分） 1. 因中值滤波满足比例不变性，所以是线性的滤波器。（） 2. 基准电压Vr 的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。（） 3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型，非线性校正精度与离散数据精度无关，仅与建模方法有关。（）
一、填空题 1.在电子设备的抗干扰设计中，接地技术是一个重要环节，高频电路应选择（多） 点接地，低频电路应选择（单）点接地。 2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘和（矩阵）式键盘，若系 统需要4个按键，应采用（独立式）键盘结构。大于8个时采用矩阵式键盘 3.智能仪器的显示器件常用（ LED ）数码管或液晶显示器，其中（LED数码）更适 合用于电池供电的便携式智能仪器。 4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、（放大器）、滤波器、（采样保持 器）和A/D转换器等几个主要部分所组成。 5.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即( 干扰源)、（传输或耦合的通道） 和对干扰敏感的接收电路。 6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（传导）耦合、公共阻抗耦合、静 电耦合和（电磁）耦合。 7.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定，驱动器的输出电平逻辑“0”为 （ +5 ～ +15 ）V, 逻辑“1”为（ -5 ～ -15 ）V。 8.智能仪器的随机误差越小，表明测量的（精确）度越高；系统误差越小，表明测量 的（准确）度越高。 9.智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、（周期性）自检和键控自检三方式。 10.双积分型A/D转换器的技术特点是：转换速度（较慢），抗干扰能力（强）。 11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种：即利用（误差模型）、（校正数据表） 或通过曲线拟合来修正系统误差。 12.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、（隔离 变压器）、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。 13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）滤波法，当系统要 求测量速度较高时，可采用（递推平均）滤波法。 14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个 人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。 （显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、 总线和接插件等的检查。 16.异步串行通信是以字符为单位进行传送的，每个字符都附加了（同步）信息，降低 了对时钟精度的要求，但传输效率（较低）。 17.智能仪器是指将（计算机）技术和（测量控制）技术有机的结合在一起的新一代电 子仪器。 18.在信号通道使用光电耦合器，能有效抑制（尖峰脉冲）干扰和各种（噪声）干扰。 19.智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种，一种是根据被测量的大小，自动切换 到不同量程的（传感器）上，另一种是自动改变电路的（放大器的增益）达到量程切换的目的。
南京工业大学仪器分析重点 第2章气相色谱分析 一．选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（）的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 7、选择固定液时，一般根据（）原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（）。 A. 调整保留值之比， B. 死时间之比， C. 保留时间之比， D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时（）要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了（）。 A.分离度； B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（） A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器； C．热导池和电子捕获检测器；D．火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）、（B）和（C） 13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（）。 A. 没有变化， B. 变宽， C. 变窄， D. 不成线性 14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（） A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关（） A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有
《智能仪器原理及设计》报告 专业： 学号： 姓名：
目录 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计过程 (3) 1.2.1 设计总体方案 (3) 1.2.2 器件的选择 (4) 1.2.3 电路设计 (7) 1.2.4 软件设计 (9) 1.3 总结 (12)
基于单片机的温度传感器设计 1.1 设计要求 实现室温测量，并使用液晶屏显示实时温度。 1.2 设计过程 1.2.1 设计总体方案 根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C52为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。 采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0～100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C52构成的温度装置，它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。 采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的工艺兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数。 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C52单片机上，经过单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器液晶屏显示实现。检测范围-55摄氏度到125摄氏度。 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图如图1所示 图1 数字温度计总体电路结构框图
智能仪器复习题 1、什么是智能仪器？智能仪器的主要特点是什么？ 1）智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，实际上是一个专用计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成；2）仪器的功能强、仪器的性能优越、操作自动化、具有友好的人-机对话能力、具有可程控操作能力。 2、解释系统误差和随机误差并说明系统误差与随机误差的根本区别。 1）系统误差是由于系统自身的非理想性引起的误差。随机误差是由窜入仪器的随机干扰引起的，它是指在相同条件下测量同一量时，其大小和符号作无规则的变化而无法预测，但在多次测量中符合统计规律的误差。2） 3、什么是虚拟仪器？简述其结构及特点。 1）虚拟仪器是仪器技术和计算机技术深层次结合的产物，是在以计算机为核心的硬件平台上，由用户定义功能，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的计算机仪器系统。2）虚拟仪器由仪器硬件平台和软件两大部分组成3）使用计算机的显示屏和鼠标/键盘代替传统仪器的面板；仪器的功能是用户根据实际要求由软件实现；研制周期较传统仪器大为缩短；虚拟仪器的资源共享性。 4、在智能仪器系统中，选择单片机主要应考虑哪些因素？ 功耗、ROM和RAM的大小、中断能力、处理器的位数、定时/计数器的个数、I\O管脚数、I\O口电流/电压大小、时钟频率 5、简述智能仪器中软件的可靠性设计方法 常用的软件设计方法有“自顶向下设计方法”、模块化设计法、结构化设计法。“自顶向下”设计，概括地说，就是从整体到局部再到细节，即把整体任务分成一个个子任务，子任务再分成子子任务，这样一层层的分下去，直到最底层的每一个任务都能单独处理为止。模块化设计法是把一个大的程序划分成若干个程序模块分别进行和调试，由主模块控制各子模块完成测量任务。结构化程序设计法是20世纪70年代起逐渐被采用的一种新型程序设计方法，综合了“自顶向下”设计法、模块法设计法的优点，并采用了三种基本的程序结构编程。 6、智能仪器的软件主要包括那些部分？ 智能仪器的软件通常由监控程序、中断程序、测量控制程序、数据处理程序和通信程序等组成。 7、与硬件滤波器相比，采用软件滤波器有何优点？ 软件滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便与集成等优点。可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的 8、叙述提高智能仪器软件可靠性的方法。 1）可靠的程序设计方法：包括递归程序设计和结构化程序设计法等技术。2）程序验证技术：包括程序正确性证明、程序的自动证明和程序检测技术。3）提高软件设计人员的素质4）消除干扰：有平滑滤波、脉冲宽度识别、设置软件陷阱等方法。5）增加试运行时间。 9、智能仪器的设计原则是什么？ 从整体到局部的设计原则；软件、硬件协调原则；开放式与组合化设计原则 10、常用的数字滤波算法有哪些？说明各种滤波算法的特点和使用场合。 1）消除脉冲干扰的数字滤波法；为了消除由于仪器外部环境因素的突然变化或仪器仪器内部不稳定引起的尖脉冲干扰2）抑制小幅度高频噪声的平均滤波法；在多数情况下被认为是白噪声，具有数学期望为零及各态偏历性的特点3）复合滤波法；先用中值滤波算法滤除采样值中的脉冲干扰，然后把剩余的各个采样值进行算术平均4）模拟滤波器数字化滤波法；一种以数字形式通过算法，实现RC 滤法的方法，消除干扰；在滤波常数要求大的场合更为实用5）自相关滤波法；在强噪声中检测微弱信号；测试领域 11、某8位DAC，其输出电压为0～5V，当CPU输出10H、68H时，此DAC输出
武汉大学2006-2007学年度第一学期《仪器分析》期末考试 试卷答案（B） 学号姓 名院 （系）分 数 一、填空（每空1分，共9分，答在试卷上） 1.在测定33-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是2_。实验中, 将阴 极在套管中保护起来, 其原因是防止阴极产物干扰, 在套管中应加足24_溶液, 其作用是_导电。 2.液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是十 八烷基键合硅胶填充柱或(C18) ，分离原理是疏水作用，常使用极性溶剂（如水-甲 醇）流动相，分析分离难挥发弱极性类化合物。 二、选择题（每小题2分，共20分，答在试卷上）
1. 空心阴极灯的构造 是： ( 4 ) (1) 待测元素作阴极，铂棒作阳极，内充氮气； (2) 待测元素作阳极，铂棒作阴极，内充氩气； (3) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，灯内抽真空； (4) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，内充惰性气 体。 2 关于直流电弧，下列说法正确的 是：( 1 ) (1) 直流电弧是一种自吸性很强、不稳定的光源； (2) 直流电弧的检出限比交流电弧差； (3) 直流电弧的电极头温度比交流电弧低； (4) 直流电弧只能进行定性、半定量分析，不能进行准确的定量分析。
3. 等离子体是一种电离的气体，它的组成 是： (4 ) (1) 正离子和负离子； (2) 离子和电子； (3) 离子和中性原子； (4) 离子，电子和中 性原子。 4. 极谱分析中，氧波的干扰可通过向试液中（1）而得到消除。 (1). 通入氮气； (2). 通入氧气； (3). 加入硫酸钠固体；(4). 加入动物胶。 5. 在化合物（Ⅰ），（Ⅱ），（Ⅲ）和2（Ⅳ）中，羧基伸 缩振动频率大小顺序 为： ( 3 )
单片机技术课程设计说明书智能仪器人机接口电路设计 专业电气工程及自动化 学生姓名 班级BMZ电气081 学号 指导教师周云龙 完成日期2011年6月9 日
摘要 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了。计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好的为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。 科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米平方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。 现在应用较广泛的是科学计算器，所谓科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别：只能进行正数加、减、乘、除四则运算的计算器叫做简单计算器；科学计算器是指能兼容正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能的计算器。 计算器的未来是小型化和轻便化,如使用太阳能提供电池的计算器,使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等,随着社会的发展,知识的更新,各行各业的需要带动了电子产品的发展,未来的智能化计算器将是我们的发展方向,更希望成为现代社会应用广泛的计算工具。 关键词：MCS-51 8051单片机；人机接口扩展4X4按键；计算器；加减乘除；LCD128X64;
目录 第一章绪论 (4) 1.1本课题的研究意义 (4) 1.2设计目的 (4) 设计任务 (4) 第二章计算器系统简介 (3) 2.1单片机发展现状 (3) 2.2计算器系统现状 (4) 第三章主要器件简介 (4) 3.1MCS-51系列单片机简介 (4) 3.2键盘电路的设计 (7) 3.3LCD12864模块介绍 (8) 第四章计算器系统设计 (15) 4.2键盘扫描的程序设计 (15) 4.3显示模块的程序设计 (16) 4.4主程序的设计 (17) 4.5系统调试 (17) 结语 (19) 谢辞 (20) 参考文献 (21) 附录1 系统PCB图............................................................ 错误！未定义书签。 附录2 PROTEUS仿真图 (23) 附录3 程序由于采用的是汇编语言太长，可以在软件KEIL中查阅 (23)
自动化仪表试题 一、填空题 1、按误差数值表示的方法，误差可分为（）（）（）误差。 2、弹性式压力计是根据弹性零件的（）与所受压力成比例的原理来工作的。当作用于弹性元件上的被测压力越大时，则弹性元件的（）越大。 3、电容式压力器可分为（）、（）、（）三种形式。 4、流量有（）和（）两种表示方法，其间关系为（）。 5、当充满管道的液体通过节流装置时流速将在（）处发生（），从而使（）增加，而（）降低。 6、管道凸出物和弯道的局部阻力对液体流动稳定性影响很大，所以，在流量计节流孔板前后必须留有适当长度（）。 7、热电偶产生热电势的条件是（）、（）。 8、对热阻与桥路的连接要优先采用（）接法，这样可以在很大程度上减小连接导线（）变化带来的工作误差。 9、液体的密度与（）和（）有关系，其中气体的密度随（）的升高而减小，随（）的增大而增大，液体的密度则主要随（）的升高而减小，而与（）的变化关系不大。 10、一般简单的调节系统有（）单元、（）单元、（）单元、（）单元、（）单元。 11、在分辨铂铑热电偶的正负极时，是根据偶丝的软硬程度来判断的，较硬的偶丝为（）极。 12、温度越高，铂、镍、铜等测温材料的电阻越（），在热电阻温度计中，R0表示（）时的电阻值，R100表示（）时的电阻值。 二、选择题 1、工业现场压力表的示值表示被测参数的（）。 A、动压 B、全压C静压D绝压 2、在管道上安装孔板时，如果将方向装反将会造成（）。 A差压计倒指示B差压计指示变小C差压计指示变大D对差压计指示无影响 3、用分度号为K的热电偶和与其匹配的补偿导线测量温度，但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表指示为（）。 A偏大B偏小C不变D可能大也可能小 4、用电子电位差计测热电偶温度，如果热端温度升高20℃，室温冷端下降20℃则仪表的指示（） A升高20℃B下降20℃C不变 5、现有一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为0－10000℃，在正常情况下进行校验，最大绝对误差为60℃，求该仪表的最大引用误差为（）。 A、0.6% B、0.6 C、±0.5% 6、现有两台压力变送器第一台为1级0－600KPa，第二台为1级250－500KPa，
读书破万卷下笔如有神《智能仪器》复习参考题题1.）点单在电子设备的抗干扰设计中，接地技术是一个重要环节，高频电路应选择（2. ）点接地。多接地，低频电路应选择（ 智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘和（矩阵式）式键盘，若系统3. ）键盘结构。需要4个按键，应采用（独立式）数码管或液晶显示器，）其中（智能仪器的显示器件常用4.（LED 更适合用于电池供电的便携式智能仪器。采滤波器、（（信号转换放大电路）5.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、、 A/D转换器等几个主要部分所组成。样保持器）和（传输耦合通道）和对干扰敏、)6.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即(干扰源感的接收电路。（传导耦合）耦合、公共阻抗耦合、静电干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：7. 耦合和（电磁）耦合。）～”标准串行接口总线的电气特性规定，8.RS-232C驱动器的输出电平逻辑“0为（+5V+15V V, 逻辑“1”为（。V～-15V）-5V（准系统误差越小，表明测量的度越高；表明测量的9.智能仪器的随机误差越小，（精确）确）度越高。（周期性）自检和键控自检三种方式。智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、10. 转换器的技术特点是：转换速度（慢）A/D，抗干扰能力（强）。双积分型11.
（校正、312.智能仪器修正系统误差最常用的方法有种：即利用（误差模型修正系统误差）数据表修正系统误差）或通过曲线拟合来修正系统误差。（隔离变压为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、13. 下笔如有神读书破万卷器）、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算术平均）滤波法，当系统要求测14. 量速度较高时，可采用（递推平均）滤波法。随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）15. 仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。、总线和接（键盘）智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、、通道）（显示器，I/O16. 插件等的检查。异步串行通信是以字符为单位进行传送的，每个字符都附加了（同步）信息，降低了对17. 时钟精度的要求，但传输效率（较低）。智能仪器是指将（计算机）技术和（测量控制）技术有机的结合在一起的新一代电子仪18. 器。 19.在信号通道使用光电耦合器，能有效抑制（尖峰脉冲）干扰和各种（噪声）干扰。自动切换到不智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种，一种是根据被测量的大小，20. 同量程的（传感器）上，另一种是自动改变电路的（增益）达到量程切换的目的。（接口管理）程序和实现各种算法的功能模块等21.智能仪器的软件通常由（监控）程序、部分组成。自动（量程）几乎都含有自动转换、（零点）调整等功能。智能仪器的主要特征之一是，22.位和停止(奇偶校验)（数据）位、23.异步串行通信方式中，传送一帧字符信息由起始位、位
《智能仪器原理与设计》课程教学大纲 课程编码：课程类型：专业课 总学时：54 学分：3 第一部分相关说明 一、课程的性质和任务 课程的性质：《智能仪器原理与设计》是电子工程本科专业必修的专业基础课程之一。智能仪器在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到了广泛的应用。通过本课程的学习，使学生掌握利用微处理器系统使电子仪器实现智能化的具体方法，包括硬件和软件两个方面。 课程的任务：使学生掌握智能仪器的基本工作原理，具备智能仪器的初步应用能力，为将来从事智能仪器的工作打下坚实的基础。智能仪器课程侧重讨论智能仪器实际设计过程中所涉及的具体方法与技巧。旨在使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。 本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾。 二、课程的基本要求 本课程主要研究智能仪器的基本原理与基本分析方法，以单元电路的分析和设计为主。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： 1、对智能仪器各组成单元的基本工作原理、性能指标以及它们在整机中的作用形成明确的认识。 2、掌握这些单元电路的分析、计算和设计方法，以及实验操作技能。 三、教学方法与重点、难点 教学方法：针对本课程学时少，内容多，技术发展快，实践性强等的特点，应采取探讨式和启发式教学；教学过程以课堂为主。 重点：人机接口电路、通信接口电路和软件编程。 难点：智能仪器的应用。
四、本课程与相关课程的联系 学习本课程主要涉及模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、微机控制方法等方面的有关知识。因此，应当尽可能地在先修《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理》和《微机接口技术》，《单片机原理与应用》等课程，为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础，是该专业学生的毕业前的综合性设计课程。 五、学时分配 总学时：54学时，其中理论教学时数为36学时， 1、考核方式：笔试（闭卷） 2、成绩评定：平时成绩（测验及作业等）占×30%，期末考试成绩占×70%。
《智能仪器》复习参考题及答案 一、填空题 1.在电子设备的抗干扰设计中，接地技术是一个重要环节，高频电路应选择 （多）点接地，低频电路应选择（单）点接地。 2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘和（矩阵） 式键盘，若系统需要4个按键，应采用（独立式）键盘结构。大于8个时采用矩阵式键盘 3.智能仪器的显示器件常用（ LED ）数码管或液晶显示器，其中（ LED 数码管）更适合用于电池供电的便携式智能仪器。 4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、（放大器）、滤波 器、（采样保持器）和A/D转换器等几个主要部分所组成。 5.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即( 干扰源 )、（传输 或耦合的通道）和对干扰敏感的接收电路。 6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（传导）耦合、公共阻 抗耦合、静电耦合和（电磁）耦合。 7.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定，驱动器的输出电平逻辑“0”为 （ +5 ～ +15 ）V, 逻辑“1”为（ -5 ～ -15 ）V。 8.智能仪器的随机误差越小，表明测量的（精确）度越高；系统误差越 小，表明测量的（准确）度越高。 9.智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、（周期性）自 检和键控自检三种方式。 10.双积分型A/D转换器的技术特点是：转换速度（较慢），抗干扰能力 （强）。 11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种：即利用（误差模型）、 （校正数据表）或通过曲线拟合来修正系统误差。 12.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、 （隔离变压器）、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。 13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）滤波 法，当系统要求测量速度较高时，可采用（递推平均）滤波法。 14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成 的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。 15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模 拟量I/O通道）、总线和接插件等的检查。 16.异步串行通信是以字符为单位进行传送的，每个字符都附加了（同步） 信息，降低了对时钟精度的要求，但传输效率（较低）。
气相色谱分析 一．选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（）的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 7、选择固定液时，一般根据（）原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（）。 A. 调整保留值之比， B. 死时间之比， C. 保留时间之比， D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时（）要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了（）。 A.分离度； B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（） A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器； C．热导池和电子捕获检测器；D．火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）、（B）和（C） 13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（）。 A. 没有变化， B. 变宽， C. 变窄， D. 不成线性 14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（） A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关（） A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有关。 二、填空题 1.在一定温度下, 采用非极性固定液，用气-液色谱分离同系物有机化合物, ____________先流出色谱柱,
期末复习资料 学院:电气信息学院 专业：测控技术与仪器课程名称：智能仪器 考试日期：205年6月27日
《智能仪器》复习参考题及答案 一、填空题 1.在电子设备的抗干扰设计中,接地技术是一个重要环节，高频电路应选择 ( 多 )点接地，低频电路应选择（单）点接地。 2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构,有独立式键盘和( 矩阵 )式 键盘，若系统需要4个按键,应采用（独立式 )键盘结构。大于8个时采用矩阵式键盘 3.智能仪器的显示器件常用( LED )数码管或液晶显示器,其中 ( LEＤ数码管）更适合用于电池供电的便携式智能仪器. 4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、( 放大器）、 滤波器、( 采样保持器)和Ａ/Ｄ转换器等几个主要部分所组成. 5.对电子设备形成干扰,必须具备三个条件,即( 干扰源）、（传输 或耦合的通道 )和对干扰敏感的接收电路. 6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为:( 传导 )耦合、公共阻 抗耦合、静电耦合和( 电磁）耦合. 7.RS－2３2C标准串行接口总线的电气特性规定,驱动器的输出电平逻辑“0” 为（＋5 ～ +１５)V, 逻辑“1”为（—５～ -15 ）V。 8.智能仪器的随机误差越小,表明测量的(精确 )度越高;系统误差越小, 表明测量的( 准确)度越高。 9.智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、( 周期性） 自检和键控自检三种方式。 10.双积分型A／D转换器的技术特点是:转换速度（较慢）,抗干扰能 力( 强）． 11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种:即利用(误差模 型 )、（校正数据表 )或通过曲线拟合来修正系统误差。 12.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、 （隔离变压器 )、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。 13.为减小随机误差对测量结果的影响,软件上常采用(算数平均 )滤波法， 当系统要求测量速度较高时,可采用(递推平均 )滤波法。 14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成 的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。 15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、( 模 拟量I／O通道）、总线和接插件等的检查.
1、什么是智能仪器、智能仪器有哪些功能。答：智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器，它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用。 2、简述智能仪器的发展过程及应用领域。 答：第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表第二代为数字式仪器仪表第三代就是智能式仪 器仪表 应用：测量仪器，分析仪器，生物医疗仪器，地球探测仪器，天文仪器，航空航天航海仪表，汽车仪表，电力，石油，化工仪表等，遍及国民经济各个部门，深入到人们生活的各个角落。（1）传感器技术（2）A/D等新器件的发展将显著增强仪器的功能与测量范围（3）单片机与DSP 的广泛应用（4）嵌入式系统和片上系统（SOC）将使智能仪器的设计提升到一个新阶段（5）ASIC、FPGA/CPLD即使在智能仪器中广泛使用（6）LabVIEW等图形化软件技术（7）网络与通信技术。 3、智能仪器的特点、智能仪器结构形式，对其作简要描述。 答：特点：测量过程的软件控制数据处理多功能化。 结构形式：微机内嵌式（将单片或多片的微处理器与传统仪器有机地结合在一起形成的单机，其形态是仪器。）微机扩展式（以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。个人计算机仪器(PCI)或称微机卡式仪器。其形态可以是计算机。）4、数据采集系统的组成结构。 答：传感器模拟信号调理数据采集电路（传感器、模拟信号调理电路、数据采集电路）微机系统 5、程控放大器在智能仪器中的作用以及使用过程中的注意事项。 答：程控放大器是常用部件，在许多实际应用中，为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可变增益放大器。增益由仪器内置计算机的程序控制。这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大器。使用时可以根据输入模拟信号的大小来改变放大器的增益。程控放大器是解决大范围输入信号的有效办法。 6、AD转换器分为哪几类？串行接口的AD与 并行接口的AD的优缺点。 答：比较型ADC、积分型ADC、V/F型ADC。并行接口是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，通信线路复杂且成本高，占用端口多、抗干扰性差。 串口接口是指数据一位一位地进行传送，其特点是占用端口少、抗干扰性强、可靠性高，传输出错后重发一位就可以了。 7、目前最常使用的键盘电路的特点，编码键盘 和非编码键盘概念。 答：非编码键盘：包括独立连接式非编码键盘（结构简单，当键数较多时，就要占用多个接口）和矩阵式非编码键盘（可以减少键盘接口）。非编码键盘处理软件复杂，硬件简单。 编码键盘：由硬件来识别键闭合、释放状态，由硬件消除键抖动影响以及实现一些保护措施 的方法，可以节省CPU相当多的时间。这种键盘处理软件简单，但硬件较复杂。 接口：决定是否有键按下；如有键按下，决定是哪一个键被按下；确定被按键的读数；反弹跳—按键抖动的消除。不管一次按键持续的时间多长，仅采样一个数据。处理同时按键即同时有一个以上的按键。 8、智能仪器仪表中的显示器件通常采用哪些？ 各自的特点。 答：液晶显示是一种功耗极低的被动式显示器件。其优点为：工作电流比LED小几个数量级，尺寸小，厚度约为LED的1/3等。 断码显示器（断码式LCD每个显示位的电极配置与七段数码管相似，通常由多位字符构成一块液晶显示片） 字符式显示器（用字符式LCD显示器显示英文字母或简单笔画汉字时更方便） 图形式显示器（需要显示信号的波形或大量汉字时，应采用图形式液晶显示器） 液晶条图显示（可以观察被测量的动态变化过程，用来直接观测连续变化的模拟量） 9、模拟量输出信号有哪几类？各自的优缺点？答：电流信号、电压信号。电流信号传输距离远，抗干扰能力强。 10、开关量输出隔离的作用？通常采用的隔离措施的特点。 答：抗干扰、保护后级电路。光电隔离、变压器。 11、串行通信的基本概念，RS485串行总线组网，USB总线的特点。 答：串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。（异步方式, 同步方式）。RS-485是一种多发送器的电路标准，半双工，在
1 生活饮用水方法标准GB/在无机离子分析需要的分析仪器和样品前处理技术原理及技术特点 根据 GB/《生活饮用水标准检验方法·无机非金属指标》内容，可以知道，各种指标的检验方法有分光光度法，离子色谱法，容量法及比色法等，其中我们最常用的是离子色谱法。 离子色谱法是将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面，以连续检测色谱分离的离子的方法。具有迅速、连续、高效、灵敏等优点。 所需仪器：离子色谱仪。离子色谱仪的典型结构由输液泵、进样阀、色谱柱、抑制柱、检测器和数据处理系统组成。 大概流程：泵液-进样-分离-检测（抑制）-记录。 前处理方法： (1)膜处理法：滤膜或砂芯处理法 滤膜过滤样品是离子色谱分析最通用的水溶液样品前处理方法，一般如果样品含颗粒态的样品时，可以通过或μm微孔滤膜过滤后直接进样。只能用于离线样品处理，去除颗粒态不溶性物质，无法去除极小颗粒或有机大分子可溶性化合物和金属水溶性离子。滤膜或砂芯中均会含有一定量的无机阴、阳离子，这类离子的存在对水溶液中痕量的阴、阳离子分析会产生干扰，影响测定的准确性。(2)固相萃取法 固相萃取是发生在流动相和固定相之间的物理过程。固相萃取也是基于分析物与样品基质在固定相上分配和吸附性质的不同来进行分离的。分析物要么被牢固地吸附在固定相上,要么在固定相上根本就没有保留。前者不仅用于基质干扰的消除,而且也用于分析物的富集;后者只用于消除基质影响。如同高效液相色谱,用于固相萃取中的很多固定相都是在硅胶上键合了其它基团制成的。 原理：固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的疏水作用，离子交换作用，物理吸附作用等作用力来保留和吸附的。 固相萃取分别利用反相、离子交换、螯合树脂等多种手段进行，从而萃取手段上也可以利用常规的固相萃取法和固相微萃取法。 (3)分解处理法 对于固体样品，首先需要将样品转化为溶液，然后再进行分析。我们测定得到酸根的含量，实际上对应着该固体化合物酸所对应的元素中得有形态的含量总和。而且如何将样品分解，对应元素的酸如何吸收，是离子色谱处理固体样品的关键。 (4)浸出法 对于固定样品，有时测定时并一定是非金属的总含量，而需要测定特定阴、阳离子的水的溶出形态，或者在一定条件下的形态特征，这就需要我们选择合适的浸出方法，即不破坏样品中的离子形态，又能够得到高的回收率。分为：普通水浸出法，直接蒸馏法。 实例：GB/T 5750?生活饮用水标准检验方法?中离子色谱法应用 此方法适合于氟化物，氯化物，硝酸盐和硫酸盐的测定。 分析步骤： 1.开启离子色谱仪：参照说明书，调节淋洗液及再生液流速，使仪器达平衡，并指示稳定的基线。 2.校准：根据所用的量程，将混合阴离子标准溶液及两次等比稀释的三种不同浓度标准溶液，依次注入进样系统。将峰值或峰面积绘制工作曲线。 3.样品的分析 预处理：将水样经μm滤膜过滤去除混浊物质。对硬度高的水样，必要时，可先经过阳离子交换树脂柱，然后再经μm滤膜过滤。对含有机物水样可先经过C18柱过滤去除。 将预处理后的水样注入色谱仪进样系统，记录峰高峰面积。
引言 我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例，这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期，设备可靠性明显降低，某些仪表的备品备件也得不到保障，因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。 数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量，断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。而非电气参数种类较多，既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号，也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号，还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。 本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。 第1章数据采集系统概述 1.1 数据采集系统发展概况 数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由 测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集
1、智能仪器有何特点？ 答：智能仪器有以下特点：（1）自动校正零点、满度和切换量程（2）多点快速检测（3）自动修正各类测量误差（4）数字滤波（5）数据处理（6）各种控制规律（7）多种输出形式（8）数据通信（9）自诊断（10）掉电保护。 2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。 答：智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下（由大到小、由粗到细）地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调。智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段：确定任务、拟定设计方案阶段；硬件、软件研制及仪表结构设计阶段；仪表总调、性能测试阶段。 3、在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个I/O端口？ 答：在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用P0和P2口。 4、在8031扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间，为什么不会发生总线冲突？ 答：因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间，但它们的控制信号是不同的，其中8031的PSEN为片外程序存储器的读选通信号，而RD和WR为片外数据存储器的读和写选通信号。 5、MCS-51有哪些中断源？它们各自的中断服务程序入口地址是什么？ 答：MCS-51有5个中断源，它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。它们各自的中断服务程序入口地址见下表。 6、当使用一个定时器时，如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时？ 答：首先用定时器定时一个时间，然后在数据存储器中设置一个计数器，通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。 7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。 答：模拟量输入通道有单通道和多通道之分。多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于高速数据采集系统。（2）多路通道共享放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。 8、说明模拟多路开关MUX在数据采集系统中的作用。 答：在多路共享A/D的输入通道中，需用多路模拟开关轮流切换各通道模拟信号进行A/D 转换，以达到分时测量和控制的目的。 9、说明采样/保持电路在数据采集系统中的作用及其使用方法。 答：采样保持电路用来保持A/D转换器的输入信号不变。该电路有采样和保持两种运行模式，由逻辑控制输入端来选择。在采样模式中，输出随输入变化；在保持模式中，电路的输出保持在保持命令发出时的输入值，直到逻辑控制输入端送入采样命令为止。此时，输出立即跳变到输入值，并开始随输入变化直到下一个保持命令给出为止。 10、A/D转换器有哪些类型？请比较它们各自的特点，并各举一例。 答：A/D转换器有（1）比较型，其特点是速度较快、抗干扰差、价格较高。如ADC0809。（2）积分型（包括双积分式和电压频率转换式），其特点是速度慢、抗干扰强、价格较低。如双积分式的MC14433，电压频率转换式的VFC-32。