集成技术思考题参考答案 第5稿VIP免费

第一章绪论1.请叙述系统集成的概念、目的以及所涉及关键技术。所谓系统集成，就是通过结构化的综合布线系统和网络技术，将各个分离的产品、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，发挥整体效益，以达到整体性能最优。系统集成优点是使所要达到的目标-整体性能最优，所有部件和成分合在一起后不但能工作，而且所组成全系统具有低成本的、高效率的、性能匀称的、可扩充性和可维护的特点。系统集成是一种新兴技术与服务方式，是近年来国际信息服务业中发展势头最猛的一个行业。系统集成包括功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。具体涉及到不同信息在集成系统各层次上的融合、各不同层次的总体配置、信息流的分配与控制、系统的优化及多目标优化与决策、系统的建模、系统接口和操作系统的设计以及系统的可靠性等关键技术。2.什么是负载效应？如何消除测量系统的负载效应？负载效应广义概念是指某一系统(或环节)后接另一系统(或环节)，由于其相互作用和影响而产生的种种现象。两个环节连接，系统前后环节之间发生能量交换会产生如下现象：①两系统连接处甚至整个系统的状态和输出都发生变化；②两系统共同构成一个新系统，会保留原两系统的主要特征，但与原系统直接串联或并联后的特征不一致。负载效应狭义概念是由于负载变化而引起输出稳定量变化的效应。测量系统的负载效应指测量系统与被测对象之间、测量系统内部各环节之间互相联接相互作用而产生的现象。接入测量装置，形成被测对象负载，故尽量采用非接触传感方式减少负载效应；后接环节总是成为前面环节的负载，并对前面环节的工作状态产生影响。减少其负载效应措施包括：①后接环节提高后续环节(负载)输入阻抗；②在原来两个相联接的环节中，插入高输入阻抗、低输出阻抗放大器，减小吸取前面环节能量，减小承受后一环节后电压输出变化，减轻总的负载效应;③使用反馈或零点测量原理，使后面环节几乎不从前环节吸取能量。第二章集成系统传感器选择3.如何理解传感器发展的微型化、智能化、多功能化、集成化特点？⑴传感器微型化指传感器尺寸极度缩小，如敏感元件的尺寸从微米级到毫米级、甚至达到纳米级，主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术。微型化使得传感器不仅具有体积小、功耗低等常规传感器不具有特点，而且由于尺度效应的作用，呈现许多新物理性质。集成微传感器是指将微小的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上；微传感器系统是指传感系统中不但包括微传感器，还包括微执行器，可以独立工作，甚至由多个微传感器组成传感器网络，或者可实现异地联网。⑵传感器智能化指传感器与微处理器赋予智能的结合，兼有信息检测与信息处理。“IntelligentSensor”是英国人对智能传感器的称谓，“SmartSensor”是美国人对智能传感器的俗称。具体地讲，智能传感器具备数据采集、数据处理、数据存储、自诊断、自补偿、在线校准、逻辑判断、双向通讯、数字输出/模拟输出等功能，极大地提高了传感器的准确度、稳定性和可靠性。由于采用标准的数字接口，智能化传感器有着很强的互换性和兼容性。⑶传感器多功能化是指将原本多个传感器执行的功能集成在一个传感器中，使之具有更强的功能。由若干种敏感元件组成的多功能传感器是一种体积小巧且多种功能兼备的新一代探测系统，多功能传感器具有高度综合化、小型化和降低成本等优点，它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。⑷传感器集成化指单一功能的传感器，借助于微电子和MENS技术中的微细加工技术，与其他传感器或执行器、信号处理元件及电路集成在一个系统中，而且往往是集成在一个芯片上，使之形成全固体化的功能器件。集成化技术包括传感器与IC的集成制造技术以及多参量传感器的集成制造技术，主要进行硬件与软件两方面的集成。集成化使得传感器体积缩小、可靠性提高、并有效地增强了抗干扰能力。4.在系统集成中，如何理解传感器的选择与在系统中的配置十分关键？在仪器仪表的系统集成中，需要解决以下关键问题，即针对系统...