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第1章 仪器科学与测控系统工程技术1

1.1 科学与技术的关系1

1.2 工程技术的特点及其思维方法3

1.2.1 工程技术的特点3

1.2.2 创新思维5

1.2.3 工程技术中的逻辑思维6

1.3 仪器科学与技术学科内涵和组成9

1.3.1 仪器科学与技术学科的内涵9

1.3.2 仪器科学与技术学科的组成10

1.4 测控系统的基本组成10

1.4.1 测试系统的构成10

1.4.2 智能测控系统的组成11

1.5 测控系统工程技术的内容和学习方法13

第2章 测控系统工程技术应用基础15

2.1 信号测取和放大应用技术15

2.1.1 传感器的选用15

2.1.2 信号调理概述16

2.1.3 前置放大器的低噪声技术17

2.1.4 差动放大器技术的应用22

2.1.5 隔离放大器的使用26

2.2 测控接口应用技术32

2.2.1 A/D与微型机接口及程序33

2.2.2 VFC与微型机接口36

2.2.3 D/A与微型机接口37

2.2.4 功率接口39

2.2.5 通信接口41

2.3 信息通道转换应用技术41

2.3.1 单元电路电气性能的相互匹配41

2.3.2 信号耦合与时序配合42

2.3.3 电平转换接口43

2.4 测控系统数字PID控制及工程实现44

2.4.1 过程控制方法概述44

2.4.2 数字PID控制算法46

2.4.3 PID控制算法的改进47

2.4.4 数字PID控制器的工程实现50

第3章 测控系统总体设计技术56

3.1 测控系统总体设计概述56

3.1.1 设计方法概述56

3.1.2 测控系统设计过程的划分57

3.1.3 总体设计及其内容59

3.2 测控系统设计需求分析59

3.2.1 设计任务分析60

3.2.2 功能规划和指标确定62

3.2.3 设计原则65

3.3 硬件总体设计原则与步骤68

3.3.1 单元模块的选择与优化68

3.3.2 参数的确定与预估69

3.4 软件系统设计方法与步骤76

3.4.1 软件开发环境与编辑语言的选用76

3.4.2 结构化程序设计和软件系统结构分析77

3.4.3 软件系统的规划和设计步骤80

3.4.4 软件设计实例85

3.5 总体设计的验证和评审89

3.5.1 总体设计的验证89

3.5.2 总体设计的评审89

第4章 仪器仪表可靠性工程和环境适应性技术90

4.1 基本概念与主要技术指标90

4.1.1 仪器可靠性技术的基本概念90

4.1.2 仪器环境适应性技术的基本概念91

4.1.3 可靠性特征参数与主要技术指标92

4.2 测控系统可靠性工程技术97

4.2.1 系统可靠性模型97

4.2.2 可靠性预计99

4.2.3 系统可靠性分配与设计技术102

4.2.4 软件可靠性111

4.3 仪器仪表环境适应性设计技术116

4.3.1 主要研究内容116

4.3.2 热设计技术117

4.3.3 耐腐蚀设计技术121

4.3.4 耐振设计技术123

4.3.5 电磁兼容性设计125

第5章 测量技术的正交实验设计138

5.1 实验设计简介138

5.1.1 实验设计的概念138

5.1.2 实验设计的发展概况139

5.1.3 实验设计的基本概念和原则140

5.1.4 设计实验指南144

5.2 正交试验设计的基本方法147

5.2.1 正交表148

5.2.2 单指标正交试验设计149

5.2.3 多指标正交试验设计153

5.3 考虑交互作用的正交试验设计156

5.3.1 交互作用156

5.3.2 交互作用的处理原则156

5.3.3 试验方案设计157

5.3.4 试验结果的极差分析159

5.4 正交试验设计结果的方差分析161

5.4.1 方差分析的必要性和基本思想161

5.4.2 正交试验结果方差分析的基本步骤161

5.4.3 重复试验的方差分析165

第6章 测控系统工程实践169

6.1 测量技术实验169

6.1.1 位移的测量实验169

6.1.2 温度的测量实验174

6.2 测控电路技术实验183

6.2.1 低噪声前置放大器实验183

6.2.2 测量用差动放大器实验185

6.3 微机、嵌入式系统的接口与控制实践188

6.3.1 微机接口技术实验188

6.3.2 嵌入式接口与控制实验194

6.4 控制技术实践205

6.4.1 电机控制技术实验205

6.4.2 温度控制技术实验210

6.5 仪器工程设计与实践214

第7章 实验报告与科技论文224

7.1 概述224

7.2 实验程序与实验报告的撰写225

7.2.1 实验程序225

7.2.2 实验报告的撰写226

7.3 科技论文228

7.3.1 科技论文概述228

7.3.2 科技论文的基本格式228

7.3.3 论文的写作过程231

参考文献235