发布时间 : 星期六 文章智能仪器课后习题答案更新完毕开始阅读3ada18174431b90d6c85c7c2
和a0为a1?y1?y0x1?x0，a0?y0?a1x0
抛物线插值过程：在一组数据中选取?x0,y0?，?x1,y1?和?x2,y2?三个点，相应的插值方程为P2?x???x?x1??x?x2??x0?x1??x0?x2?y0??x?x0??x?x2??x1?x0??x1?x2?y1??x?x0??x?x1??x2?x0??x2?x1?y2
4-14 什么是线性拟合法？如何利用最小二乘法来实现多项式拟合。P122- P123 4-15
4-16 举例说明标度变换的概念。P126
测量机械压力时，常利用压力传感器，当压力变化为0~100 N时，压力传感器输出的电压为0~10mV，放大为0~5V后进行A/D转换，得到00H~FFH的数字量这些数码并不等于原来带有量纲的参数值，它仅仅对应于参数的大小，必须把它转换成带有量纲的数值后才能显示或打印输出，这种转换就是工程量变换，又称标度变换。 5-1 什么是软件工程？软件工程是如何克服软件危机的？P131-P132
软件工程是由硬件和系统工程派生出来的。它包含四个关键元素：方法、语言、工具和过程，是工程学的原理和方法在软件设计和生产中的应用。
随着软件在计算机中的比重的增大，传统的软件生产方式已不能适应发展需要，出现了软件危机。软件工程将软件生产划分为几个阶段，每个阶段都有严格管理和质量检验，设计和生产过程有共同的准则。
5-2 什么是基于裸机的软件设计？其设计步骤分为那几步？P141
基于裸机的软件设计是指以“空白”的微处理器/控制器为基础，完成全部的软件设计，没有将系统软件和应用软件分开处理，其实时性和可靠性与设计人员的水平密切相关，适用于功能较简单的智能仪器。
步骤：（1）设计任务书的编写（2）硬件电路的设计（3）软件任务分析（4）数据类型和数据结构规划（5）资源分配（6）编程与调试（7）编程语言和编程环境的选择 5-3系统监控程序的作用是什么？常用的结构有哪几种？P147-P148
系统监控程序是控制单片机系统按预定操作方式运转的程序。它完成人机对话和远程控制等功能，是系统按照操作者的意图或遥控命令来完成指定的作业。它是单片机系统的框架。监控程序的任务有：完成系统自校、初始化，处理键盘命令，处理接口命令，处理条件触发并完成显示功能。
常用结构：作业顺序调度型、作业优先调度型、键码分析作业调度型 5-4 根据你的理解谈谈什么是嵌入式系统，它有什么特点？
嵌入式系统是指操作系统和功能软件集于计算机硬件系统之中。
特点：功能单一、简单，兼容性要求不高，软件代码小，高度自动化，响应速度快，适合于要求实时的和多任务的体系。
5-5 嵌入式应用程序的开发分为那几个阶段？P154
（1）应用软件的生成阶段 （2）应用软件的调试阶段
（3）应用软件的固化运行阶段
5-6 嵌入式软件的开发方法有哪几种？各有什么特点？P156
（1） 交叉开发 崩溃与烧制的调试方法无法进行程序调试，效率低下，开发系
统建立在PC（或工作站）上，应用程序的编辑、编译、链接等过程在宿
主机上完成，而最终运行平台为嵌入式设备。
（2） ROM监控程序法 改变崩溃和烧制方法才来的缺陷，将一段程序固化在目
标机上。该程序与宿主机端程序一起完成对应用程序的调试。
5-7 什么是软件测试，其作用是什么（发现程序错误）？P157
软件测试就是在软件投入运行前，对软件需求分析，设计规格说明和编码的最终复查，是软件质量保证的关进步骤。
定义1：软件测试时为了发现错误而执行程序的过程。
定义2：软件测试时根据软件开发各阶段规格说明和程序的内部结构而精心设计一批测试用例（即输入数据及预期的输出结果），并利用这些测试用例去运行程序，以发现程序错误的过程。
6-1 可靠率、失效率是如何定义的？仪器失效率服从什么样的规律？P169
可靠率是指在规定条件下和规定时间内仪器完成所规定的任务的成功率。
失效率优势也称瞬时失效率或故障率，是指仪器运行到t时刻后单位时间内发生故障的仪器台数与t时刻完好仪器台数之比。
仪器系统失效率曲线（新浴盆曲线）：图6-1
6-2 有1000台仪器，要求其MTBF=1000h。若对其进行1000h的实验运行，最多允许多少台仪器出现故障？P171
解：平均故障间隔时间MTBF??tln?1??R?t???
得1000h仪器可靠率为R?1000??e?1，又R?t??e??t，???/T T为运行台数和运行时间的乘积，T?106；?指仪器失效数 得到1000??1，??10?3
仪器失效数为???T?1000，即最多允许有1000台仪器出现故障。
6-3 影响仪器可靠性的因素有哪些？有哪些措施可以提高仪器硬件可靠性？P174- P177
影响仪器可靠性的因素有：元器件的可靠性、工艺、电路结构、环境因素、人为因素。
提高仪器可靠性的措施：
（1）合理地选择元器件（电阻器、电容器、集成电路芯片）（2）筛选，把所选的合适元器件的特性测试后，对这些元器件施加外应力，过一段时间再重新特性测试（3）元器件降额使用（4）可靠的电路设计（5）冗余设计，包括并联系统和串联系统（6）环境设计，包括温度保护、冲击振动保护、电磁干扰保护（7）人为因素设计（8）对仪器进行可靠性试验
6-4 若三个可靠度为0.9的仪器部件串联构成系统，系统的可靠度为多少？P78 (与书中公式不一样，我觉得书中公式有错误)
mRs??Ri?1i?0.9?0.729
3若这三个可靠度为0.9的仪器部件并联冗余构成系统，系统的可靠度为多少？
mRp?1??(1?Ri)?1?(1?0.9)?0.999
3i?1若这三个部件并联构成3取2的表决系统，系统的可靠度又为多少（忽略表决器的影响）？
6-5 软件可靠性的预估有哪几种模型？试分析你所了解的模型的优缺点。P180 （1）时间模型
可靠性增长模型：此模型需要确定在调试前软件的故障数目，这是一项困难的任务。 公理模型：该模型预测的故障数与实际的故障数之比为0.8
（2）数据模型：由于输入集E的不同，软件表现出的可靠度不同。 6-6 叙述提高仪器软件可靠性的方法。P181
（1）认真的进行规范设计（2）可靠的程序设计方法（3）程序验证技术（4）提高软件设计人员的素质（5）消除干扰（6）增加试运行时间 6-7
6-8 说明仪器的可靠性设计进程P172图6-3
系统设计进程 可靠性考虑 6-9 什么是仪器的干扰和抑制？抑制的任务和手段是什么？P186
干扰：相对有用信号而言，只有噪声达到一定数值、它和有用信号一起进入智能仪器并影响其正常工作，才能形成干扰。
抑制：消除或减少干扰
抑制的任务：从根本上消除或减少干扰
抑制电磁干扰源、切断电磁干扰耦合途径、降低电磁敏感装置的敏感性
抑制的手段：屏蔽、接地、浮置、对称电路、隔离技术、滤波、脉冲电路的噪声抑制
6-10 按产生干扰的物理原因，通常可将干扰分为那几类？分别采取什么措施进行抑制？
（1） 机械干扰 采取减震措施来解决
（2） 热干扰 通常采用热屏蔽、恒温措施、对称平衡结构、温度补偿元器件等措施
来抑制。
（3） 光干扰 采用光屏蔽来一直 （4） 化学干扰 密封和保持清洁
（5） 电和磁干扰 屏蔽（包括静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽）、接地（包括安全接地、信号源接地、信号地线、负载地线、机壳接地）、浮置、对称电路、隔离技术（包括电磁隔离、光隔离和隔离放大器）、滤波（包括电源滤波、信号滤波和有源滤波）、脉冲电路（包括积分电路、脉冲干扰隔离门和削波器） （6） 射线辐射干扰
6-11 研究形成干扰作用的三要素的目的是什么？P188
噪声形成干扰必须同时具备三要素：噪声源、对噪声敏感的接收电路、两者之间的耦合通道。研究三要素的目的是从这三要素出发，设计抑制干扰的基本方法和措施。 6-12 试分析接通电容性负载及断开电感性负载形成干扰的原因，并举例说明干扰的大小。P188
接通电容性负载时，由于两个电路之间存在寄生电容，是的一个电路的电荷变化影响到另一个电路，形成干扰。
断开电感性负载时，由于两点路之间存在互感，是的当一个电路的电流变化时，通过磁链影响到另一个电路，形成干扰。
6-13 干扰主要通过什么途径传播？如何采取措施加以抑制？P188 （1） 电容性耦合 尽量减小寄生电容 （2） 电感性耦合 减小互感值
（3） 共阻抗耦合 减小电源内阻压降、减小地线压降、减小输出阻抗 （4） 漏电耦合 （5） 传导耦合
（6） 辐射电磁场耦合
6-14 屏蔽为什么能达到抗干扰的目的？静电屏蔽及电磁屏蔽的原理是什么？为了使它们能达到很好的效果，应采取什么措施？P192
用低电阻材料或高磁导率材料将需要防护的部分屏蔽起来，将电力线或磁力线的影响限定在某个范围或阻止它们进入某个范围，隔断场的耦合，能抑制各种场的干扰
静电屏蔽的原理：由于处于静电平衡状态下的导体内部，各点等电位，即内部无电力线，所以静电场的电力线就在接地的金属导体处中断，从而起到隔离静电场的作用。为了达到很好的效果，采用驱动屏蔽。